SU903491A1 - Устройство дл управлени рабочим оборудованием гидравлического одноковшового экскаватора - Google Patents

Description

Изобретение относится к системам управления гидравлических одноковшовых экскаваторов, преимущественно с жесткой подвеской рабочего оборудования видов: обратная лопата, прямая лопата, погрузочное оборудование, жесткий грейфер и землеройно-планировочное оборудование.

Известны устройства для управления одновременно несколькими механизмами рабочего оборудования гидравлических одноковшовых экскаваторов, имеющие управляющую модель с рукояткой·, т. е. шарнирно сочлененные рычаги управления, имитирующие элементы рабочего оборудования, с элементами управления (включающими устройствами) , жесткую отрицательную обратную связь с датчиками перемещения элементов рабочего оборудования, закрепленными на последних, гидрораспределители, гидроцилиндры привода на рабочем оборудовании и элементы рабочего оборудования (например, стрела, рукоять, ковш) [1].

Данные устройства характеризуются необходимостью значительных усилий машиниста на включение с помощью управляющей модели гидрораспределителей и на удержание первой при останавливании рукоятки, а также сложной перестройкой системы управления при замене вида рабочего оборудования экскаватора и возможность поломки из-за соприкосновения с грунтом датчиков относительного перемеще5 ния элементов рабочего оборудования и других элементов обратной связи, установленных непосредственно на элементах рабочего оборудования, в том числе на конечных (например, ковш).

₁₀ Известно также устройство, содержащее n-звенную управляющую модель, п каналов управления, где η-количество механизмов рабочего оборудования. Каждый из каналов управления механизмами состоит из блока обратной связи, элемента управле15 ния, первый вход которого является входом канала управления механизмами, а выход связан с первым входом распределителя, первый выход которого подключен к первому входу гидроцилиндра привода, один вы₂₀ ход последнего подключен ко входу элемента рабочего оборудования, причем управляющая модель состоит из соединенных шарнирно η-рычагов управления, блок обратной связи состоит из датчика перемещения элемента рабочего оборудования, вы903491 полненного в виде цилиндра, тяги, блока, установленных непосредственно на элементе рабочего оборудования, цилиндра слежения, гидроаккумулятора, цилиндров — компенсаторов [2].

Недостатком устройства является трудность управления экскаватором (требуются значительные физические усилия, прикладываемые машинистом к ручке управляющей модели).

Цель изобретения — облегчение управления экскаватором.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для управления рабочим оборудованием гидравлического одноковшового экскаватора, содержащем n-звенную управляющую модель, η каналов управления механизмами, где п-количество механизмов рабочего оборудования, а каждый из каналов управления механизмом состоит из блока обратной связи, распределителя, гидроцилиндра привода, элемента рабочего оборудования, элемента управления, первый вход которого является входом канала управления механизмами, а выход связан с первым входом распределителя, первый выход которого подключен к первому входу гидроцилиндра привода, один выход последнего подключен ко входу элемента рабочего оборудования, элемент управления выполнен в виде последовательно соединенных 3-хпозиционного переключателя и коммутирующего элемента, распределитель выполнен двухступенчатым с двумя электромагнитами и раздельным сливом, блок обратной связи содержит два делителя потока, дополнительный распределитель, два гидрозамка и цилиндр слежения, причем вход первого делителя соединен со вторым выходом распределителя, вход второго делителя потока подключен к 3-му выходу распределителя, выход первого делителя потока подключен ко второму входу дополнительного распределителя, а выход второго делителя потока соединен с третьим входом дополнительного распределителя, первый вход которого подключен ко второму выходу элемента управления, выход дополнительного распределителя подсоединен к первому входу цилиндра слежения, второй выход распределителя соединен со входом первого гидрозамка, выход которого подключен ко второму входу цилиндра слежения, а третий выход распределителя соединен со входом второго гидрозамка, выход которого подключен к третьему входу цилиндра слежения, выход последнего является выходом блока обратной связи, причем выход элемента рабочего оборудования соединен со вторым входом гидроцилиндра привода, подключенного другим выходом ко второму входу распределителя, а вход каждого канала подключен к соответствующему выходу п-звенной управляющей модели обратной связи, причем выход элемента рабочего оборудования соединен со вторым входом гидроцилиндра привода, подключенного другим выходом ко второму входу распределителя, а вход каждого канала подключен соответственно к одному из выходов n-звенной управляющей модели.

На чертеже представлено устройство для управления рабочим оборудованием гидравлического одноковшового экскаватора.

Устройство содержит гидробак 1, насос 2, гидрораспределители 3—6 с электрогидравлическим управлением соответственно для стрелы, рукояти, ковша и для поворота платформы, гидроцилиндры 7—9 привода, делители 10—15 потока, установленные на сливных линиях после гидрораспределителей 3—5, дополнительные гидрораспределители 16—18 с электромагнитным управлением, цилиндры 19—21 слежения, выполненные в таком же уменьшенном масштабе по сравнению с соответствующими цилиндрами привода, в каком выполнена управляющая модель по сравнению с рабочим оборудованием, гидрозамки 22—24, управляющая модель 25, ковш 26, напорные трубопроводы 27 и 28, трубопроводы 29—39, трехпозиционный переключатель 40, гидробак 41, электромагниты 42 и 43.

Устройство работает следующим образом.

Поскольку следящие гидравлические системы управления механизмами стрелы, рукояти и ковша аналогичны, принцип работы достаточно рассмотреть на одном, например, механизме ковша.

При повороте машинистом ручки на рычаге ковша 5 управляющей модели 25 по часовой стрелке в вертикальной, плоскости (т. е. на отворот) включается трехпозиционный переключатель 40, что приводит · к включению электромагнитов 42 и 43 соответственно гидрораспределителя 5 и дополнительного распределителя 16. Далее жидкость под давлением поступает от насоса 2 по напорным трубопроводам 27 и 28 в штоковую полость гидроцилиндра 9. Элемент рабочего оборудования — ковш 26 начинает совершать отворот. Из поршневой нерабочей полости гидроцилиндра 9 слив происходит по трубопроводам 29 и 31. В делителе 11 происходит разделение потока на две неравные части. Большая часть потока сливается в гидробак 41 по трубопроводу 32, а меньшая доля (выход делителя потока) — по трубопроводу 33, через дополнительный гидрораспределитель 16 и по трубопроводу 36 поступает в штоковую полость гидроцилиндра 9. Из поршневой полости жидкость сливается по трубопроводу 35, через распределитель 16, по трубопроводу 37, через гидрозамок 22 и по трубопроводу 38. Гидрозамок 22 открыт, так как управляется давлением перед делителем 10 потока. Цилиндр 19 при этом сокращается;

Если машинист прекратит поворачивать ручку на отворот ковша, то сокращающийся цилиндр 19 выключает трехпозиционный переключатель 40 и следовательно электромагниты 42 и 43. Полости гидроцилиндра 9 перекрываются, ковш 26 останавливается, ; останавливатся и цилиндр 19, не оказывающий силового воздействия на рычаги управляющей модели 25. Последнюю не надо при останавливании ручки с усилием удерживать.

Аналогично происходит работа схемы при повороте ручки управляющей модели в * другую сторону, но тогда жидкость сливается после гидрораспределителя 5 по трубопроводу 30 через делитель 10 по трубопроводам 34—37 и через гидрозамок 22. Гидрозамки необходимы для перекрытия , слива из цилиндра слежения и его остановки в случае остановки цилиндра привода рабочего оборудования при перегрузке (когда работает предохранительный клапан). При этом давление в трубопроводе 39 падает, и гидрозамки закрываются. Следящие 2 системы управления другими механизмами рабочего оборудования работают аналогично описанному.

При смене рабочего оборудования экскаватора перестройка следящего устройства для управления заключается в замене рычагов управляющей модели на соответствующие новому устанавливаемому рабочему оборудованию, без переделки блока обратной связи, поскольку последний размещается не на рабочем оборудовании экскава- тора.

Изобретение позволяет при его использовании улучшить психо-физиологический эргономический показатель системы управления, поскольку при сохранении принципа реализма и нулевом порядке системы на руч- 2 ке управляющей модели уменьшены потребные физические усилия; уменьшить работу по переделке устройства для управления экскаватором при замене вида его рабочего оборудования, уменьшить возможность поломки датчиков относительного перемеще- ⁴ ния элементов рабочего оборудования из-за соприкосновения с грунтом (особенно конечных элементов рабочего оборудования, например, ковша).

Claims (2)

1. полненного в виде цилиндра, т ги, блока, установленных непосредственно на элементе рабочего оборудовани , цилиндра слежени , гидроаккумул тора, цилиндров - компенсаторов 2. Недостатком устройства  вл етс  трудность управлени  экскаватором (требуютс  значительные физические усили , прикладываемые машинистом к ручке управл ющей модели). Цель изобретени  - облегчение управлени  экскаватором. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  управлени  рабочим оборудованием гидравлического одноковшового экскаватора, содержащем п-звенную управл ющую модель, п каналов управлени  механизмами , где п-количество механизмов рабочего оборудовани , а каждый из каналов управлени  механизмом состоит из блока обратной св зи, распределител , гидроцилиндра привода, элемента рабочего оборудовани , элемента управлени , первый вход которого  вл етс  входом канала управлени  механизмами, а выход св зан с первым входом распределител , первый выход которого подключен к первому входу гидроцилиндра привода, один выход последнего подключен ко входу элемента рабочего оборудовани , элемент управлени  выполнен в виде последовательно соединенных 3-хпозиционного переключател  и коммутирующего элемента, распределитель выполнен двухступенчатым с двум  электромагнитами и раздельным сливом, блок обратной св зи содержит два делител  потока, дополнительный распределитель, два гидрозамка и цилиндр слежени , причем вход-первого делител  соединен со вторым выходом распре делител , вход второго делител  потока подключен к 3-му выходу распределител , выход первого делител  потока подключен ко второму входу дополнительного распределител , а выход второго делител  потока соединен с третьим входом дополнительного распределител , первый вход которого подключен ко второму выходу элемента управлени , выход дополнительного распределител  подсоединен к первому входу цилиндра слежени , второй выход распределител  соединен со входом первого гидрозамка, выход которого подключен ко второму входу цилиндра слежени , а третий выход распределител  соединен со входом второго гидрозамка , выход которого подключен к третьему входу цилиндра слежени , выход последнего  вл етс  выходом блока обратной св зи, причем выход элемента рабочего оборудовани  соединен со вторым входом гидроцилиндра привода, подключенного другим выходом ко второму входу распределител , а вход каждого канала подключен к соответствующему выходу п-звенной управл ющей модели обратной св зи, причем выход элемента рабочего оборудовани  соединен со вторым входом гидроцилиндра привода, подключенного другим выходом ко второму входу распределител , а вход каждого канала подключен соответственно к одному из выходов п-звенной управл ющей модели. На чертеже представлено устройство дл  управлени  рабочим оборудованием гидравлического одноковшового экскаватора. Устройство содержит гидробак 1, насос 2, гидрораспределители 3-6 с электрогидравлическим управлением соответственно дл  стрелы, руко ти, ковща и дл  поворота платформы, гидроцилиндры 7-9 привода, делители 10-15 потока, установленные на сливных лини х после гидрораспределителей 3-5, дополнительные гидрораспределители 16-18 с электромагнитным управлением , цилиндры 19-21 слежени , выполненные в таком же уменьшенном масштабе по сравнению с соответствующими цилиндрами привода, в каком выполнена управл юща  модель по сравнению с рабочим оборудованием , гидрозамки 22-24, управл юща  модель 25, ковщ 26, напорные трубопроводы 27 и 28, трубопроводы 29-39, трехпозиционный переключатель 40, гидробак 41, электромагниты 42 и 43. Устройство работает следующим образом . Поскольку след щие гидравлические системы управлени  механизмами стрелы, руко ти и ковща аналогичны, принцип работы достаточно рассмотреть на одном, например , механизме ковща. При повороте машинистом ручки на рьгчаге ковша 5 управл ющей модели 25 по часовой стрелке в вертикальной плоскости (т. е. на отворот) включаетс  трехпазиционный переключатель 40, что приводит к включению электромагнитов 42 и 43 соответственно гидрораспределител  5 и дополнительного распределител  16. Далее жидкость под давлением поступает от насоса 2 по напорным трубопроводам 27 и 28 в штоковую полость гидроцилиндра 9. Элемент рабочего оборудовани  - ковщ 26 начинает совершать отворот. Из поршневой нерабочей полости гидроцилиндра 9 слив происходит по трубопроводам 29 и 31. В делителе 11 происходит разделение потока на две неравные части. Больша  часть потока сливаетс  в гидробак 41 по трубопроводу 32, а меньша  дол  (выход делител  потока) - по трубопроводу 33, через дополнительный гидрораспределитель 16 и по трубопроводу 36 поступает в штоковую полость гидроцилиндра 9. Из поршневой полости жидкость сливаетс  по трубопроводу 35, через распределитель 16, по трубопроводу 37, через гидрозамок 22 и по трубопроводу 38. Гидрозамок 22 открыт, так как управл етс  давлением перед делителем 10 потока. Цилиндр 19 при этом сокращаетс ; Если машинист прекратит поворачивать ручку на отворот ковша, то сокрашаюшийс  цилиндр 19 выключает трехпозиционный переключатель 40 и следовательно электромагниты 42 и 43. Полости гидроцилиндра 9 перекрываютс , ковш 26 останавливаетс , останавливатс  и цилиндр 19, не оказываюШ .ИЙ силового воздействи  на рычаги управл ющей модели 25. Последнюю не надо при останавливании ручки с усилием удерживать. Аналогично происходит работа схемы при повороте ручки управл ющей модели в другую сторону, но тогда жидкость сливаетс  после гидрораспределител  5 по трубопроводу 30 через делитель 10 по трубопроводам 34-37 и через гидрозамок 22. Гидрозамки необходимы дл  перекрыти  слива из цилиндра слежени  и его остановки в случае остановки цилиндра привода рабочего оборудовани  при перегрузке (когда работает предохранительный клапан). При этом давление в трубопроводе 39 падает , и гидрозамки закрываютс . След щие системы управлени  другими механизмами рабочего оборудовани  работают аналогично описанному. При смене рабочего оборудовани  экскаватора перестройка след щего устройства дл  управлени  заключаетс  в замене рычагов управл ющей модели на соответствующие новому устанавливаемому рабочему оборудованию, без переделки блока обратной св зи, поскольку последний размещаетс  не на рабочем оборудовании экскаватора . Изобретение позвол ет при его использовании улучшить психо-физиологический эргономический показатель системы управлени , поскольку при сохранении принципа реализма и нулевом пор дке системы на ручке управл ющей модели уменьшены потребные физические усили ; уменьшить работу по переделке устройства дл  управлени  экскаватором при замене вида его рабочего оборудовани , уменьшить возможность поломки датчиков относительного перемещени  элементов рабочего оборудовани  из-за соприкосновени  с грунтом (особенно конечных элементов рабочего оборудовани , например , ковша). Формула изобретени  Устройств дл  управлени  рабочим оборудованием гидравлического одноковшового экскаватора, содержащее п-звенную управл ющую модель, п каналов управлени  механизмами , где п - количество механизмов рабочего оборудовани , каждый из каналов управлени  механизмами состоит из блока обратной св зи, распределител , гидроцилиндра привода, элемента рабочего оборудовани , элемента управлени , первый вход которого  вл етс  входом канала управлени  механизмами, а выход св зан с первым входом распределител , первый выход которого подключен к первому входу гидроцилиндра привода, один выход последнего подключен ко входу элемента рабочего оборудовани , отличающеес  тем, что, с целью облегчени  управлени  экскаватором, элемент управлени  выполнен в виде последовательно соединенных 3-х -позиционного переключател  и коммутирующего элемента , распределитель выполнен двухступенчатым , с двум  электромагнитами, блок обратной св зи содержит два делител  потока , дополнительный распределитель, два гидрозамка и цилиндр слежени , причем вход первого делител  соединен со вторым выходом распределител , вход второго делител  потока подключен к 3-му выходу распределител , выход первого делител  потока подключен ко второму входу дополнительного распределител , а выход второго делител  потока соединен с третьим входом дополнительного распределител , первый вход которого подключен ко второму выходу элемента управлени , выход дополнительного распределител  подсоединен к первому входу цилиндра слежени , второй выход распределител  соединен со входом первого гидрозамка, выход которого подключен ко второму входу цилиндра слежени , а третий выход распределител  соединен со входом второго гидрозамка, выход которого подключен к третьему входу цилиндра слежени , выход последнего  вл етс  выходом блока обратной св зи, причем выход элемента рабочего оборудовани  соединен со вторым входом гидроцилиндра привода, подключенного другим выходом ко второму входу распределител , а вход каждого канала подключен к соответствующему выходу п-звенной управл ющей модели. Источники информации, прин тые во внимание экспертизе 1.Патент Великобритании № 1383779, кл. Е 02 F 09/20, опублик. 1975.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 132572, кл. Е 02 F 09/20, 1960 (прототип ) .