SU1763350A1

SU1763350A1 - Winch hydraulic drive

Info

Publication number: SU1763350A1
Application number: SU904808640A
Authority: SU
Inventors: Вацлав Владимирович Грицкевич; Владимир Кузьмич Микалуцкий; Сергей Николаевич Поддубко; Владимир Иванович Рожин; Олег Петрович Царев
Original assignee: Институт проблем надежности и долговечности машин АН БССР; Ишимбайский завод транспортного машиностроения
Priority date: 1990-04-02
Filing date: 1990-04-02
Publication date: 1992-09-23

Description

Изобретение относитс к транспортному машиностроению и может быть использовано в приводах вспомогательных агрегатов, например, лебедок.The invention relates to transport engineering and can be used in drives for auxiliary units, such as winches.

Все более широкое применение в при- водах вспомогательных агрегатов, в т.ч. лебедок , получают гидравлические приводы. Благодар малой инерционности гидравлических двигателей и моторов гидропривод отличаетс высокой приемистостью и ма- лым временем запаздывани при отработке командных сигналов. К другим существенным преимуществам гидравлического привода относ тс следующие: возможность бесступенчатого регулировани скорости в широких пределах при помощи простых средств управлени ; простота преобразовани вращательного движени в возвратно- поступательное; удобство компоновки; удобство и легкость управлени ; исключе- ние р да промежуточных валов, муфт, передач , больша нагрузочна способность и возможность защиты от перегрузок.More and more widespread use in drives of auxiliary units, including winches, receive hydraulic drives. Due to the low inertia of the hydraulic motors and motors, the hydraulic actuator is characterized by high pickup and short lag time during the development of command signals. Other significant advantages of a hydraulic drive include the following: the possibility of infinitely variable speed control over a wide range using simple controls; ease of converting rotary motion into reciprocating; easy layout; convenience and ease of operation; elimination of a number of intermediate shafts, couplings, gears, large load capacity and the ability to protect against overloads.

Широкое распространение гидравлические приводы грузоподъемного оборудова- ни получают последнее врем на трубоукладчик. Как правило, гидравлический привод грузоподъемного оборудовани включает в себ гидронасосы, гидромоторы, гидрораспределители и дру- гие агрегаты. Дл предотвращени самопроизвольного опускани груза конструкци гидропривода обеспечивает согласованную работу гидромоторов привода лебедки и тормоза грузового барабана. Hydraulic drives of lifting equipment have been widely used recently by the pipe layer. As a rule, the hydraulic drive of lifting equipment includes hydraulic pumps, hydraulic motors, hydraulic distributors and other units. In order to prevent spontaneous lowering of the load, the design of the hydraulic actuator ensures the coordinated operation of the winch drive hydromotors and the load drum brake.

При подъеме и опускании груза вращение от гидромотора посредством редуктора передаетс грузовому барабану. Одновременно с подачей под действием рабочей жидкости к гидромотору растормажимаетс грузовой барабан. В момент прекращени подачи рабочей жидкости к гидромотору автоматически срабатывает тормоз барабана и прекращаетс подъем или опускание груза .When lifting and lowering the load, rotation from the hydraulic motor is transmitted to the load drum via a gearbox. Simultaneously with the supply under the action of the working fluid to the motor, the cargo drum is disengaged. At the moment the working fluid supply to the hydraulic motor is stopped, the drum brake is automatically activated and the load is lifted or lowered.

Например, гидравлический привод лебедки трубоукладчика ТГ-124А (Вашук И.М., Уткин В.И., Харкун Б.И. Трубоукладчики, М.: Машиностроение, 1989, стр.24, рис. 11) содержит гидронасос и гидромотор, гидротормоз , гидрораспределитель, дроссель, клапан ИЛИ. Гидропривод трубоукладчика работает следующим образом; насос подает масло из бака к гидрораспределителю. При нейтральном положении последнего масло открывает перепускной клапан и через гидрораспределитель поступает через фильтр в бак.For example, the hydraulic drive of the pipe-laying machine TG-124A (Vashuk I.M., Utkin V.I., Harkun B.I. Pipe-laying machines, M .: Mashinostroenie, 1989, p.24, Fig. 11) contains a hydraulic pump and hydraulic motor, hydraulic brake valve, throttle valve OR. The hydraulic pipe layer operates as follows; pump feeds oil from tank to hydraulic distributor. At the neutral position of the latter, the oil opens the bypass valve and flows through the valve through the valve into the tank.

При включении гидрораспределител в одно из рабочих положений масло поступает к гидромотору лебедки, Одновременно масло через клапан ИЛИ поступает к гидроцилиндру тормоза и размыкает тормоз лебедки . Гидромотор вращает барабан лебедки на подъем груза, Из гидромотора масло по трубопроводу сливаетс через гидрораспределитель и фильтр в бак. При возвращении золотника гидрораспределител в нейтральное положение пружина вытесн ет масло из цилиндра тормоза на слив и зажимает тормоз лебедки.When the hydraulic distributor is turned on in one of the working positions, the oil goes to the hydraulic motor of the winch. At the same time, the oil goes through the OR valve to the brake hydraulic cylinder and opens the brake of the winch. The hydraulic motor rotates the winch drum to lift the load. From the hydraulic motor, the oil is piped through the pipeline through the valve and filter into the tank. When the control valve returns to the neutral position, the spring displaces the oil from the brake cylinder to a drain and clamps the winch brake.

При включении гидрораспределител в другое рабочее положение масло из бака поступает к гидромотору. Одновременно масло поступает через клапан ИЛИ к цилиндру тормоза и размыкает тормоз. Гидромотор вращает барабан лебедки на опускание груза. Из гидримотора масло поступает к дросселю, который служит дл замедлени вращени гидромотора и избежани разрыва потока масла. Затем масло сливаетс в бак. При возвращении золотника гидрораспределител в нейтральное положение пружина вытесн ет масло из цилиндра тормоза на слив и зажимает тормоз лебедки.When you turn on the valve in a different operating position, the oil from the tank goes to the hydraulic motor. At the same time, the oil flows through the valve OR to the brake cylinder and opens the brake. The hydromotor rotates the winch drum to lower the load. From the hydraulic motor, oil flows to the throttle, which serves to slow down the rotation of the hydraulic motor and avoid breaking the flow of oil. The oil is then drained into the tank. When the control valve returns to the neutral position, the spring displaces the oil from the brake cylinder to a drain and clamps the winch brake.

К недостаткам этого привода можно отнести то, что детали тормоза требуют повышенной прочности, так как при работе с предельными грузами нагружаютс максимальным давлением в гидросистеме, и то, что скорость опускани груза имеет малую величину, не регулируетс и зависит от массы груза (с увеличением массы скорость уве- личиваетс ), так как определ етс проходным сечением дроссел , которое во избежание разрыва потока выбираетс в соответствии с минимальное возможным расходом .The disadvantages of this drive include the fact that parts of the brake require increased strength, because when working with limit loads they are loaded with maximum pressure in the hydraulic system, and the fact that the speed of lowering the load is small is not adjustable and depends on the weight of the load (with an increase in weight the speed increases), since it is determined by the throttle flow area, which is chosen in accordance with the minimum possible flow rate to avoid flow rupture.

Наиболее близким по технической сущности к за вл емому вл етс гидропривод грузовой лебедки стрелового крана (1). Гидропривод содержит гидромашины, одна из которых представл ет собой гидронасос, а друга - гидромотор лебедки, магистрали которого с установленным в одной из них тормозным клапаном, сообщены через трехпозиционный распределитель соответственно с насосом и баком, тормоз и механизм управлени одной из машин.The closest in technical essence to the claimed is the hydraulic drive of the cargo winch of the jib crane (1). The hydraulic drive contains hydraulic machines, one of which is a hydraulic pump, and the other is a winch hydraulic motor, whose lines with a brake valve installed in one of them, communicate through a three-position valve to the pump and tank, respectively, and the brake and control mechanism of one of the machines.

Работа гидравлического привода лебедки .Work hydraulic drive winch.

При подъеме груза распределитель перемещаетс принудительно в крайнее положение . Жидкость,от насоса подводитс к распределителю и далее к гидромотору грузовой лебедки. Одновременно жидкость подаетс к гидроцилиндру тормоза. Происходит размыкание тормоза и настройки предохранительного клапана на номинальное давление. When lifting the load, the distributor is forcibly moved to the extreme position. Liquid from the pump is supplied to the distributor and then to the hydraulic motor of the cargo winch. At the same time, the fluid is supplied to the brake hydraulic cylinder. The brake opens and the safety valve is set to the rated pressure.

При опускании груза распределитель перемещаетс в другое крайнее положение. Рабоча жидкость от насоса подводитс к гидромотору и далее через тормозной клапан поступает в сливную линию. Подвод жидкости к гидроцилиндру тормоза осуществл етс также, как и при подъеме груза.When lowering the load, the distributor moves to another extreme position. The working fluid from the pump is supplied to the hydraulic motor and then through the brake valve enters the drain line. The fluid is supplied to the brake hydraulic cylinder in the same way as when lifting a load.

При опускании, когда груз вл етс попутной нагрузкой, возникает необходимость в торможении и исключении падени груза. Дл этой цели служит тормозной клапан , который закрывает сливную линию при разрыве потока жидкости в подвод щей и отвод щей лини х.When lowering, when the load is an associated load, the need arises for braking and preventing the load from falling. For this purpose, a brake valve serves which closes the drain line when the flow of fluid in the supply and discharge lines is broken.

К недостаткам можно отнести то, что и у этого гидравлического привода деталиThe disadvantages include the fact that this hydraulic actuator parts

тормоза нагружаютс при работе с предельными грузами максимальным давлением в гидросистеме.the brakes are loaded when working with limit loads with maximum pressure in the hydraulic system.

Преимуществом, по сравнению с упом нутым ранее приводом, вл етс то, что скорость опускани груза регулируетс оператором путем изменени частоты вращени насоса (подачей рабочей жидкости). Целью насто щего изобретени вл етс повышение надежности гидравлического привода.The advantage, compared with the drive mentioned earlier, is that the speed of lowering the load is controlled by the operator by changing the frequency of rotation of the pump (supply of working fluid). The object of the present invention is to increase the reliability of the hydraulic drive.

Поставленна цель достигаетс тем, что гидравлический привод лебедки, содержащий насос, сообщенный гидравлическимиThe goal is achieved by the fact that the hydraulic drive of the winch, containing a pump, communicated by hydraulic

лини ми через шестилинейный гидравлический распределитель с реверсивным гидравлическим двигателем, предохранительным, переключающим и обратным клапанами, аlines through a six-way hydraulic valve with a reversible hydraulic motor, safety, switching and non-return valves, and

через клапан ИЛИ - с нормально закрытым гидравлическим тормозом, при этом перва лини гидрораспределител сообщена с насосом , втора и четверта - с входами гидравлического двигател , причем втора through the OR valve - with a normally closed hydraulic brake, with the first line of the hydraulic distributor communicated with the pump, the second and fourth - with the inputs of the hydraulic engine, and the second

лини сообщена с одним из входов клапана ИЛИ, а четверта через управл ющий клапан св зана с шестой, треть и п та линии сообщены со сливом, причем п та лини подключена к входу переключающего клапана , имеющего нормально закрытый и нормально открытый выходы, один из которых сообщен со сливом, при этом в первой позиции гидравлического распределител его перва лини соединена со второй,the line communicates with one of the inputs of the OR valve, and the fourth through the control valve is connected to the sixth, third and fifth lines connected to the drain, and the fifth line is connected to the input of the switching valve having normally closed and normally open outputs, one of which communicated with the drain, while in the first position of the hydraulic distributor its first line is connected to the second,

треть - с четвертой, в третьей позиции перва лини соединена с четвертой,the third is from the fourth, in the third position the first line is connected to the fourth,

а втора - с третьей, снабжен нормально открытым редукционным клапаном, установленным в гидравлической линии междуand the second - from the third, is supplied with a normally open pressure reducing valve installed in the hydraulic line between

выходом клапана ИЛИ и входом тормоза, и регулируемым дросселем, установленным в слив п той линии. Кроме того, в гидравлическом приводе лебедки упом нутый управл ющий клапан выполнен обратным, при этомthe output of the OR valve and the brake inlet, and an adjustable choke installed in the drain of the fifth line. In addition, in the hydraulic drive of the winch, said control valve is reversed, while

шеста лини сообщена со вторым входом клапана ИЛИ, нормально открытый выход переключающего клапана сообщен со сливом , а нормально закрытый - с шестой линией и собственной управл ющейthe pole of the line communicates with the second input of the OR valve, the normally open output of the switching valve communicates with the drain, and the normally closed valve with the sixth line and its own control

полостью, причем гидравлический распределитель выполнен четырехпозиционным и в его второй позиции все линии соединены между собой, а в четвертой - перва лини соединена с шестой, втора - с п той иthe cavity, the hydraulic distributor is made four-position and in its second position all lines are interconnected, and in the fourth - the first line is connected to the sixth, the second - to the fifth and

треть - с четвертой.third - from the fourth.

Таким образом, в данном гидравлическом приводе используетс редукционный клапан, который регулирует давление в гидроцилиндре тормоза до величины достаточной дл уверенного отключени пружинThus, in this hydraulic drive, a pressure reducing valve is used, which regulates the pressure in the hydraulic cylinder of the brake to a value sufficient to surely disconnect the springs.

(практически это давление определ етс (practically this pressure is determined by

минимальным рабочим давлением в гидросистеме ). Подсоедин етс редукционный клапан посредством клапана ИЛИ к входам в гидромотор, что дает возможность сделать включение и выключение тормоза автоматическим и завис щим от давлени в подвод щих лини х гидромотора. Кроме того, такое подсоединение редукционного клапана позвол ет использовать его в качестве тормозного при опускании груза (под действием веса груза гидромотор переходит в насосный режим, давление в подвод щей линии гидромотора падает и тормоз начинает замыкатьс под действием пружин).minimum working pressure in the hydraulic system). The reduction valve is connected via the OR valve to the hydraulic motor inlets, which makes it possible to turn the brake on and off automatically and depending on the pressure in the supply lines of the hydraulic motor. In addition, such a connection of the pressure reducing valve allows it to be used as a brake when the load is lowered (under the action of the weight of the load, the hydraulic motor switches to pumping mode, the pressure in the supply line of the motor drops and the brake begins to close under the action of springs).

Дополнительное преимущество гидравлического привода заключаетс в том, что он имеет режим работы, на котором можно регулировать изменение величины подачи (частоты вращени ) насоса, скорость и даже направление вращени гидромотора (движение груза).An additional advantage of the hydraulic drive is that it has a mode of operation in which the change in the feed rate (rotational speed) of the pump, the speed and even the direction of rotation of the motor (load movement) can be controlled.

На чертеже изображена схема гидравлического привода лебедки.The drawing shows a diagram of the hydraulic drive of the winch.

Гидравлический привод включает насос 1, соединенный гидравлической линией с, четырехпозиционным шестилинейным гидравлическим распределителем 2, реверсивный гидравлический двигатель 3, входы которого также соединены с распределителем 2, нормально замкнутый тормоз 4 подсоединенный через редукционный клапан 5 и клапан ИЛИ 6 и обратный клапан 7 к входам гидравлического двигател 3, переключающий клапан 8, св занный с гидрораспределителем 2 и входом гидравлического двигател 3 регулируемый дроссель 9 встраиваетс в линию слива с гидравлического распределител 2 Кроме того гидравлический привод содержит фильтр 10, предохранительный клапан 11 и гидробак 12.The hydraulic drive includes a pump 1 connected by a hydraulic line to a four-position six-line hydraulic distributor 2, a reversible hydraulic motor 3, whose inputs are also connected to the distributor 2, a normally closed brake 4 connected through a pressure reducing valve 5 and an OR 6 valve and a check valve 7 to the hydraulic inputs motor 3, switching valve 8 connected to the hydraulic distributor 2 and the inlet of the hydraulic motor 3 adjustable throttle 9 is built into the drain line with hydraulic one distributor 2 also comprises a hydraulic filter 10, the relief valve 11 and the hydraulic tank 12.

Привод лебедки работает следующим образом.Drive winch works as follows.

В первом положении (слева направо) гидравлического распределител 2 напорна магистраль насоса 1 сообщаетс с входом гидромотора 3, а выход гидромотора 3 через распределитель 2 сообщаетс со сливом в бак 12. Одновременно рабоча жидкость через клапан ИЛИ 6 и редукционный клапан 5 поступает в гидроцилиндр тормоза 4. Тормоз 4 растормаживаетс и гидропривод работает на подъем груза.In the first position (from left to right) of the hydraulic distributor 2, the pressure line of the pump 1 communicates with the input of the hydraulic motor 3, and the output of the hydraulic motor 3 through the distributor 2 communicates with the drain into the tank 12. Simultaneously, the working fluid through the OR valve 6 and the reducing valve 5 enters the brake hydraulic cylinder 4 Brake 4 is released and the hydraulic actuator operates to lift the load.

При достижении расчетного давлени редукционный клапан 5 отсоедин ет вход в тормоз 4 от магистрали питающей гидромотор 3. Этим самым детали тормоза 4 нагру- жаютс посто нно минимальным давлением. По мере утечек и дренажа редукционный клапан 5 открываетс и в гидроцилиндр тормоза 4 поступает рабоча жидкость .Upon reaching the design pressure, the pressure reducing valve 5 disconnects the input to the brake 4 from the line supplying the hydraulic motor 3. With this, the parts of the brake 4 are permanently loaded with minimal pressure. As leaks and drainage occur, the relief valve 5 opens and the working fluid enters the hydraulic cylinder of the brake 4.

Во втором положении гидравлического распределител 2 все магистрали гидравлического привода сообщаютс со сливом, тормоз 4 заторможен.In the second position of the hydraulic distributor 2, all the hydraulic drive lines are connected to the drain, the brake 4 is inhibited.

В третьем положении гидравлического распределител 2 напорна магистраль насоса 1 сообщаетс с другим входом гидромотора 3 и одновременно через обратный клапан 7 с другим входом клапана ИЛИ 6. Выход гидромотора 3 через распределитель 2 сообщаетс со сливом в бак 12. Тормоз работает аналогично тому, как в положенииIn the third position of the hydraulic distributor 2, the pressure line of the pump 1 communicates with the other input of the hydraulic motor 3 and simultaneously via the check valve 7 with another input of the valve OR 6. The output of the hydraulic motor 3 through the distributor 2 communicates with the drain to the tank 12. The brake works in the same way as

первом гидрораспределител 2. Гидромотор 3 работает на опускание груза. При раз- рывах потока масла (существенно уменьшаетс давление на входе в гидромотор 3) тормоз 4 начинает замыкатьс подthe first hydraulic distributor 2. The hydraulic motor 3 operates to lower the load. When the oil flow breaks (the pressure at the inlet to the motor 3 decreases significantly), brake 4 begins to close under pressure.

действием пружин.spring action.

В четвертом положении гидравлического распределител 2 напорна магистраль насоса 1 сообщаетс с гидроцилиндром тормоза 4 посредством клапана ИЛИ б и редукционного клапана 5. Одновременно рабоча жидкость поступает к нормальному закрытому выходу переключающего клапана 8 и к торцу его золотника, подпружиненного с другой стороны. Выход гидравлическогоIn the fourth position of the hydraulic distributor 2, the pressure line of the pump 1 communicates with the hydraulic cylinder of the brake 4 via the OR valve and the reducing valve 5. At the same time, the working fluid flows to the normal closed outlet of the switching valve 8 and to the end of its spool spring-loaded from the other side. Hydraulic outlet

двигател 3 соедин етс со сливом посредством регулируемого дроссел 9 и с входами переключающего клапана 8. Вход гидромотора 3 соедин етс с гидробаком 12. При подаче (частоте вращени ) насоса 1 соответствующей утечкам и дренажу гидроцилиндра тормоза 4, последний растормаживаетс , освобожда гидромотор 3. Последний под действием подвешенного груза начинает вращатьс , перекачива масло из бака 12The motor 3 is connected to the drain by means of an adjustable throttle 9 and to the inlets of the switching valve 8. The hydraulic motor 3 is connected to the hydraulic tank 12. When the pump 1 is applied (rotational frequency) to the leakage and drainage of the hydraulic cylinder of the brake 4, the latter is disinhibited, releasing the hydraulic motor 3. The last under the influence of the suspended load begins to rotate, pumping oil from the tank 12

через распределитель 2 и нормально открытый выход переключающего клапана 8 на слив. При увеличении подачи (частоты вращени ) насоса 1 давление увеличиваетс и под действием этого давлени золотникthrough the valve 2 and the normally open output of the switching valve 8 to drain. With an increase in the supply (rotational speed) of the pump 1, the pressure increases and under the action of this pressure the valve

переключающего клапана перемещаетс , закрыва слив и открыва линию, св зывающую напорную магистраль насоса 1 с выходом гидромотора 3, Слив из образовавшегос контура возможен толькоthe switching valve is moved, closing the drain and opening the line connecting the pressure line of the pump 1 to the output of the hydraulic motor 3; Drain from the resulting circuit is only possible

через регулируемый дроссель 9. При этом в контуре и гидромоторе 3 устанавливаетс сбалансированное давление, пропорциональное силе т жети груза. При дальнейшем увеличении частоты вращени насоса 1through an adjustable throttle 9. In this case, a balanced pressure is established in the circuit and the hydraulic motor 3, which is proportional to the load force of the load. With a further increase in the frequency of rotation of the pump 1

избыточное количество рабочей жидкости из контура через гидромотор 3 поступает на слив. Направление движени груза (подъем или опускание), частота вращени гидромотора 3 таким образом наход тс в пр мойExcess amount of working fluid from the circuit through the hydraulic motor 3 enters the drain. The direction of movement of the load (raising or lowering), the rotational speed of the motor 3 is thus in direct

зависимости от количества подводимой к гидромотору 3 рабочей жидкости.depending on the number of working fluid supplied to the hydraulic motor 3.

Поскольку примен емые на транспортных машинах лебедки часть не используютс дл подъема и опускани грузов, то в гидравлический привод может быть включен вместо реверсивного более дешевый и простой нереверсивный гидромотор. В гидравлическом распределителе в этом случае должна быть исключена треть позици . Since part of the winch used on transport vehicles is not used for lifting and lowering loads, a cheaper and simple non-reversible hydraulic motor can be included in the hydraulic drive instead of a reversible one. In the hydraulic distributor, in this case a third position must be excluded.

Таким образом, привод лебедки обеспечивает надежную ее работу благодар снижению нагруженности деталей и узлов тормоза и уменьшению количества переключений гидравлического распределител . Thus, the winch drive ensures reliable operation by reducing the load on the parts and brake assemblies and reducing the number of changes in the hydraulic distributor.

Claims

The invention of the hydraulic winch drive, containing a pump, communicated by hydraulic lines through a six-way hydraulic distributor with a reversible hydraulic motor, safety, switching and non-return valves, and through a valve OR with a normally closed hydraulic brake, while the first line of the hydraulic distributor communicated with the pump, the second and the fourth - with the inputs of the hydraulic engine, and at the same time the second line is connected to one of the inputs of the OR valve, and the fourth through the control valve connected to the sixth, third and fifth lines are connected to the drain, and the fifth line is also connected to the input of the switching valve having normally closed and normally open outputs, one of which is connected to the drain, while in the first position of the hydraulic the distributor of its first line is communicated from the second, and the third - from the fourth, in the third position the first line is communicated with the fourth, and the second - from the third, which is different from the fact that, in order to increase reliability, the hydraulic drive is equipped with a normally open a valve installed in the hydraulic line between the OR valve outlet and the brake inlet, the said control valve is reversed, the pole of the hydraulic distributor line communicating with the second OR valve inlet, the fifth line is fitted with an adjustable throttle, the normally open output of the switching valve communicates with a drain, and normally closed with a sixth line and with its own control cavity, the hydraulic distributor being four-position and in its second position all lines with dineny each other, and in the fourth position of the first line is connected to the sixth, the second - a fifth and a third - the fourth.