Результат интеллектуальной деятельности: ГИДРОПРИВОД БУЛЬДОЗЕРА

Изобретение относится к области строительных и дорожных машин и может использоваться на машинах с гусеничным ходовым оборудованием и в частности на бульдозерах. Целью изобретения является повышение производительности за счет улучшения тяговых возможностей, путем повышения сцепных свойств гусеничных движителей с грунтом.

Особенностью рабочего процесса бульдозеров, при разработке грунта, является непрерывно изменяющееся по величине и направлению силовое воздействие грунта на консольно расположенный относительно базовой машины рабочий орган-отвал. Эти переменные усилия передаются через гидроцилиндры и остов на гусеничное ходовое оборудование, а конкретно на каретки, объединяющие опорные катки и имеющие упругие элементы в виде пружин. Увеличение нагрузки на переднюю каретку определяет уменьшение воздействия на заднюю каретку и наоборот. В результате происходит смещение центра давления относительно середины опорной поверхности гусениц и искажение эпюры давления по длине гусеничных движителей. Указанные явления снижают сцепные возможности гусеничных движителей увеличивают коффициент буксования и в конечном итоге уменьшают тяговые возможности, а соответственно и производительность бульдозера. Известны технические решения, направленные на снижение влияния упомянутых явлений на рабочий процесс бульдозера.

Так известен бульдозер (SU а.с. 1199872, E02F 3/76), содержащий гидроцилинр отвала, штатный гидрораспределитель, соединенный гидролиниями с гидронасосом и гидробаком, дополнительный гидрораспределитель, гидрокамеры управления которого сообщены сдатчиками нагрузки кареток. В известном устройстве выравнивание эпюры давления на опорную поверхность гусениц осуществляется автоматическим гидроприводом, путем смещения по высоте шарниров, соединяющих толкающие брусья с ходовыми тележками, в зависимости от нагрузки на каретки. Однако из кинематики известного устройства видно, что сама величина плеча силы воздействия этого шарнира на ходовую тележку, а тем более величина принудительного изменения этого плеча несоизмеримо мала в сравнении с величиной плеча силы, действующей на режущую кромку отвала, например, при его заглублении или выглублении. Это предопределяет малосущественные возможности известного устройства. Кроме того, наличие подвижного силового шарнира и дополнительного гироцилиндра привода, усложняет конструкцию бульдозера и снижает его надежность.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является гидропривод бульдозера (SU а.с. 1770616, F15B 11/04, E02F 9/22), содержащий гидроцилиндр отвала, штатный гидрораспределитель соединенный гидролиниями с гидронасосом и гидробаком, дополнительный двухпозиционный гидрораспределитель, включенный последовательно со штатным гидрораспределителем и имеющий гидрокамеру управления, датчики нагрузки кареток гусеничного ходового оборудования. Во втором известном устройстве выравнивание воздействия опрной поверхности на переднюю и заднюю каретки ходового оборудования осуществляется путем автоматического выглубления отвала в зависимости от величины нагрузки на эти каретки.

Однако это осуществляется только в короткие периоды заглубления отвала, но не обеспечивается выравнивание эпюры давления в период более продолжительный по времени и проходимому расстоянию, а именно в период вырезания грунта стружкой постоянной толщины при нейтральной позиции золотника штатного гидрораспределителя. В течении этого времени толщина стружки не меняется, но отвал взаимодействует с участками грунта различной прочности и соответственно на него действуют различные по величине нагрузки, передаваемые на опорные катки и каретки ходового оборудования. Отмеченные недостатки ухудшают сцепные свойства движителей, уменьшают тяговые возможности и в конечном итоге снижают производительность. Кроме того, наличие дополнительного гидронасоса, к стати не самого дешового элемента гидропривода и дополнительного гидрораспределителя с ручным управлением усложняет устройство и управление известным гидроприводом бульдозера и снижает его надежность. Следует также отметить, что перегрузка опорных катков снижает надежность ходового оборудования.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение производительности за счет увеличения тяговых возможностей, путем улучшения сцепных свойств движителей с грунтом, что обеспечивается автоматическим управлением положения отвала в зависимости от нагрузки на каретки ходового оборудования на всех этапах рабочего процесса.

Указанный технический результат достигается тем, что гидропривод бульдозера содержащий гидроцилиндр отвала, штатный гидрораспределитель, соединенный гидролиниями с гидронасосом и гидробаком, дополнительный двухпозиционный гидрораспределитель, включенный последовательно со штатным гидрораспределителем и имеющим гидрокамеру управления, датчики нагрузки кареток гусеничного ходового оборудования, снабжен вторым дополнительным двухпозиционным гидрораспределителем, гидроклапаном ИЛИ и регулируемым гидродросселем, при этом второй дополнительный гидрораспределитель включен параллельно штатному гидрораспределителю и его камера управления сообщена гидролинией с камерой управления первого дополнительного гидрораспределителя и через регулируемый гидродроссель со средним отводом гидроклапана ИЛИ, боковые отводы которого сообщены сдатчиками нагрузки кареток.

Предложенный гидропривод бульдозера отличается от прототипа совокупностью отличительных признаков, приведенных в отличительной части формулы изобретения.

Для более удобного пояснения устройства и действия гидропривода он изображен на фиг. 1 в привязке к бульдозеру.

Гидропривод бульдозера, содержащего базовую машину 1 и рабочее оборудование в виде толкающих брусьев 2 и отвала 3, включает гидроцилиндр 4 отвала, соединенный гидролиниями с штатным гидрораспределителем 5, который сообщен с гидронасосом 6 и гидробаком. Между гирораспределителем 5 и гидроцилиндром 4 включены два двухпозиционные дополнительные гидрорапренделители, первый 7 - последователдьно и второй 8 параллельно. Гидрокамеры управления этих дополнительных гидрораспределителей сообщены между собой и через регулируемый дроссель 9 со средним отводом гидроклапана ИЛИ 10, Боковые отводы гидроклапана 10 соединены сдатчиками 11 и 12 нагрузки кареток, установленные на каретки 13 и 14 соответственно.

Гидропривод бульдозера действует следующим образом. В исходном положении все элементы гидропривода бульдозера занимают позиции изображенные на фиг. 1. Для заглубления отвала 3, машинист используя пульт управления в кабине (условно не показан) опускает золотник гидрораспределителя 5 вниз. В процессе заглубления отвала при разработке слабых грунтов возникает явление самозатягивания отвала силой F₁, которая создает опрокидывающий момент относительно оси передней каретки, что увеличивает нагрузку на эту каретку. Пружина каретки сжимается а рычаги воздействуют на датчик нагрузки 11, уменьшая его объем и вытесняя рабочую жидкость через левый отвод в средний отвод клапана ИЛИ 10 и далее через регулируемый дроссель 9 в камеры управления гидрораспределителей 7 и 8. В результате золотник гидрораспределителя 7 поднимается и перекрывает гидролинии, а золотник гидрораспределителя 8 опускается и сообщает штоковую полость гидроцилиндра 4 с напорной гидролинией и поршневую с гидробаком. Отвал выглубляется, уменьшая величину опрокидывающего момента и разгружает переднюю каретку 13, нагружая заднюю 14, что обеспечивает возвращение датчика нагрузки 11 в исходное положение, также как и золотников гидрораспределителей 7 и 8. Регулируемый дроссель 9 выполняет функции фильтра и задерживает сигналы от датчиков 11 и 12 при воздействии коротких силовых импульсов на каретки от опорной поверхности.

При заглублении отвала в прочный грунт возникает явление выталкивания отвала из грунта силой F₂. Бульдозер вывешивается на отвале относительно оси задней каретки 14. Следовательно, происходит нагрузка задней каретки, пружина которой сжимается и рычаги воздействуют на датчик 12 нагрузки каретки.

Датчик 12 вытесняет рабочую жидкость через правый отвод в средний отвод клапана ИЛИ 10 и далее через регулируемый дроссель 9 в камеры управления гидрораспределителй 7 и 8, которые обеспечивают выглубление отвала до восстановления равномерной нагрузки на опорные катки передней и задней кареток.

При нейтральной позиции золотника гидрораспределителя 5 происходит вырезание стружки грунта имеющей постоянную толщину, однако вследствие изменяющихся прочностных свойств грунта и его скола нагрузка на отвал переменная по величине. На участках грунта повышенной прочности усилие F₂, поднимает его на плече равном расстоянию от режущей кромки до оси задней каретки 14, что увеличивает нагрузку на нее и уменьшает нагрузку на переднюю каретку 13. Поэтому, по аналогии с предыдущим описанием, гидроцилиндр 4 выглубляет отвал 3 до восстановления равномерной нагрузки на опорные катки передней и задней кареток.

Таким образом, предложенный гидропривод бульдозера, обеспечивает автоматическое выравнивание нагрузки на опорные катки передних и задних кареток на всех периодах рабочего процесса, что сохраняет оптимальную эпюру давления грунта на опорную поверхность гусениц и оптимальное положение центра давления. Это улучшает сцепные свойства движителя с грунтом, повышает тяговые возможности и соответственно производительность. Кроме того, снижается буксование движителей и связанные с ним потери энергии и продолжительность рабочего цикла, что также способствует повышению производительности бульдозера и надежности его ходового оборудования.