Устройство для гашения колебаний металлоконструкций роторного экскаватора

 

Изобретение относится к экскаваторостроению и нозволяет эффективно гасить колебания металлоконструкций (МК) роторного экскаватора за счет компенсации средней составляющей давления силового гидравлического органа (СГО) роторного экскаватора. Для этого осуществляют демпфирующие движения штока СГО 1 в функции колебательной скорости роторной стрелы (PC). При этом создается эффект вязкого сопротивления движению PC и колебания металлоконструкций уменьшаются. От установленного на PC датчика колебаний сигнал через усилитель-формирователь 5 поступает на вход блока 6 управления демпфирующими движениями. На выходе элемента 10 сравнения, являющегося входом блока 6, появляется напряжение, возбуждающее обмотку эл. магнитного преобразователя 8. Золотник гидрораспределителя 7, перемещаясь, соединяет одну nojrocTb двухштокового гидроцилиндра (ГЦ) 11 с насосом 15, а другую - со сливом. Шток ГЦ 11 передвигается до тех пор, пока сигнал 3 от датчика 9 обратной связи не сравняется с заданным сигналом. При перемещении щто- /Л ков ГЦ 11 и связанного с ним ГЦ 12 про- J исходит демпфирующее движение штока Г СГО 1, которое является функцией колебаний PC. Гидроаккумулятор 14 компен- В сирует недостаток жидкости в полости гЦ 12, не связанной с СГО 1. 3 ил. . to со 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Е 02 F 3/26 9/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3874934/29-03 (22) 25.03.85 (46) 23.11.86. Бюл. № 43 (71) Ордена Дружбы народов университет дружбы народов им. Патриса Лумумбы и Производственное объединение «Ждановтяжмаш» (72) Д. К. Гришин, Л. П. Ивкин, В. И. Кисенко, С. А. Пустовойт и В. Д. Саблин (53) 621.879.9.48 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 787559, кл. Е 02 F 3/26, 1977.

Авторское свидетельство СССР № 899762, кл. Е 02 F 3/26, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГАШЕНИЯ

КОЛЕБАНИЙ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ

РОТОРНОГО ЭКСКАВАТОРА (57) Изобретение относится к экскаваторостроению и позволяет эффективно гасить колебания металлоконструкций (МК) роторного экскаватора за счет компенсации средней составляющей давления силового гидравлического органа (СГО) роторного экскаватора. Для этого осуществляют демЛ0„, 1271941 А1 пфирующие движения штока СГО 1 в функции колебательной скорости роторной стрелы (РС). При этом создается эффект вязкого сопротивления движению PC и колебания металлоконструкций уменьшаются.

От установленного на PC датчика колебаний сигнал через усилитель-формирователь 5 поступает на вход блока 6 управления демпфирующими движениями. На выходе элемента 10 сравнения, являющегося входом блока 6, появляется напряжение, возбуждающее обмотку эл. магнитного преобразователя 8. Золотник гидрораспределителя

7, перемешаясь, соединяет одну полость двухштокового гидроцилиндра (ГЦ) 11 с насосом 15, а другую — со сливом. Шток

ГЦ 11 передвигает ч до тех пор, пока сигнал от датчика 9 обратной связи не сравняется с заданным сигналом. При перемещении штоков ГЦ 11 и связанного с ним ГЦ 12 происходит демпфирующее движение штока С.

СГО 1, которое является функцией колебаний PC. Гидроаккумулятор 14 компен- Я сирует недостаток жидкости в полости

ГЦ 12, не связанной с СГО 1. 3 ил.

1271941

Изобретение относится к экскаваторостроению, а именно к устройствам для гашения колебаний металлоконструкций экскаваторов.

Цель изобретения — — повышение эффективности гашения колебаний металлоконструкций роторного экскаватора за счет компенсации средней составляющей давления силового гидравлического органа роторного экскаватора.

На фиг. 1 изображен роторный экс- !О каватор с устройством для гашения колебаний; на фиг. 2 — принципиальная схема блока управления демпфирующими движениями штока силового гидравлического органа роторного экскаватора; на фиг. 3— график изменения давления в силовом гидравлическом органе.

Роторный экскаватор оборудован силовым гидравлическим органом с блоком 2 управления его рабочими движениями (подьем и опускание роторной стрелы 3). На металлоконструкции роторного экскаватора, например, на роторной стреле 3 установлен датчик 4 колебаний, выход которого подключен к последовательно соединенным усилителю-формирователю 5 и блоку 6 управления демпфирующими движениями силового гидравлического органа. Блок 6 содержит гидрораспределитель 7, золотник которого связан с электромагнитным преобразователем 8, датчик 9 обратной связи по перемешению, в качестве которого в данном случае используется потенциометр, элемент 10 сравнения, первый 11 двухштоковый и второй 12 гидроцилиндры, дроссель 13 и гидроаккумулятор 14. Рабочие полости первого гидроцилиндра 11 подключены к гидрораспределителю 7. Первый шток первого гидроцилиндра 11 соединен с датчиком

9 и входом элемента 10 сравнения, выход последнего подключен к электромагнитному преобразователю 8. Рабочие полости второго гидроцилиндра 12 соединены между собой дросселем 13. Первая полость второго гидроцилиндра 12 подключена к гидроаккумулятору 14, а вторая — к силовому гидравлическому органу 1. Шток гидроцилиндра 12 и второй шток гидроцилиндра 11 жестко соединены между собой. Для питания гид рос и стем ы сл у жит н а с ос 15.

При работе экскаватора под действием переменных нагрузок, приложенных к рабочему органу, возникают колебания металлоконструкций, сопровождающиеся перемещениями роторной стрелы, противовесной консоли и других узлов, в результате чего возрастают динамические нагрузки в несугцих элементах, снижается надежность и долговечность металлоконструкций, создаются неблагоприятные условия труда для обслуживающего персонала за счет повышенного уровня вибраций на рабочих местах.

Гашение колебаний металлоконструкций производится путем демпфирующих движений штока силового гидравлического органа 1, осуществляемых в функции колебательной скорости роторной стрелы 3.

При этом создается эффект вязкого сопротивления движению рогорной стрелы и колебания металлоконструкций уменьшаются.

Устройство работает следующим образом

Электрический сигнал от датчика 4 колебаний подается на усилитель-формирователь

5 и далее поступает на вход блока 6 управления дем пфируюгцими движениям и.

Указанный блок совместно с двухштоковым гидроцилиндром 11 образует следующий гидропривод, отрабатывающий заданные в электрической форме перемещения. При отсутствии электрического сигнала на входе блока 6 управления, что имеет место, например, на неработающей машине, напряжение на выходе элемента 10 сравнения равно нулю, обмотка электромагнитного преобразователя

8 не возбуждается и золотник гидрораспределителя 7 находится в среднем положении, при котором обе полости двухштокового гидроцилиндра 11 отключены от напорного и сливного трубопроводов и шток его неподвижен.

Пусть на один из входов элемента 10 сравнения, служащего входом блока 6 управления демпфирующпми движениями, поступает электрический сигнал заданной величины и знака, тогда на выходе элемента

10 сравнения появляется напряжение, возбуждающее обмотку электромагнитного преобразователя 8, в результате чего золотник гидрораспределителя 7 перемегцается, соединяя одну из полостей двухштокового гидроцилиндра 11 с насосом 15, а другую— со сливом. Шток двухштокового гидроцилиндра 11 приходит в движение, продолжающееся до тех пор, пока электрический сигнал от датчика 9 обратной связи не сравняется с заданным сигналом. Заданный (управляющий) сигнал поступает на блок 6 от усилителя-формирователя 5. При этом напряжение на выходе элемента 10 сравнения становится равным нулю, золотник гидрораспределителя 7 возвращается в среднее положение, при котором трубопроводы перекрыты, и шток двухштокового гидроцилиндра 11 останавливается, отработав заданное перемещение.

Если в качестве датчика 4 колебаний используется акселерометр, а в качестве усилителя-формирователя 5 — интегратор, то во время работы экскаватора электрический сигнал на выходе датчика 4 колебаний является аналогом виброускорения роторной стрелы 3, а сигнал на выходе усилителяформирователя 5 — аналогом ее виброскорости. Следовательно, перемешение штоков

71941

Формула изобретения

12

3 гидроцилиндров, представляющее собой реакцию следящего гидропривода на входной сигнал, является функцией колебательной скорости роторной стрелы 3. При движении штоков указанных гидроцилиндров влево жидкость из той полости гидроцилиндра 12, которая непосредственно связана с силовым гидравлическим органом 1, нагнетается в гидроцилиндр последнего, благодаря чему происходит демпфирующее перемещение его штока вверх, которое также, как перемещение штоков первого 11 и второго 12 гидроцилиндров, является функцией скорости колебаний роторной стрелы 3.

Одновременно гидроаккумулятор 14 компенсирует недостаток жидкости в той полости гидроцилиндра 12, которая не связана непосредственно с силовым гидравлическим органом 1. Дроссель 13 отрегулирован таким образом, что поток жидкости, протекаюшей из одной полости гидроцилиндра 12 в другую, в 5 — 10 раз меньше потока, идушего из гидроцилиндра 12 к силовому гидравлическому. органу 1, благодаря чему объемные потери через дроссель 13 не препятствуют осуществлению демпфирующих движений штока силового гидравлического органа 1.

При движении поршня гидроцилиндра 12 вправо происходит демпфирующее перемещение штока силового гидравлического органа 1 вниз, а избыток жидкости из правой полости гидроцилиндра 12 поступает в гидро а кку м ул ято р 14.

Если во время работы экскаватора происходит относительно медленное изменение нагрузки на силовой гидравлический орган

1, например, при изменении угла наклона роторной стрелы 3, то давление в обеих полостях гидроцилиндра 12 выравнивается за счет протекания жидкости через дроссель 13.

На фиг. 3 приведен график изменения давления P в силовом гидравлическом органе 1 в функции времени t (кривая I соответствует средней составляющей давления, зависящей от весовых нагрузок и усилия на рабочем органе экскаватора, а кривая II является динамической составляющей, возникающей за счет колебаний металлоконструкций и преодолеваемой при движении штока гидроцилиндра 12). Отношение периодов изменения составляющих 1 и II друг к другу для различных экскаваторов лежит в пределах 5 — 10, т.е. составляющая

1 изменяется относительно медленно по сравнению с составляющей II, что позволяет за счет протекания жидкости через дроссель

13 практически полностью выравнивать давление в обеих полостях гидроцилиндра

12 при изменении составляющей I и назначать усилие на штоке гидроцилиндра 11 с учетом лишь составляющей II. Для ро25

55 торных экскаваторов различного класса

Р„,«)Р . = 20 — 40, где P„« — максимальное значение давления, Pn. — амплитуда составляющей I I. Следовательно, давление в двухштоковом гидроцилиндре 11 соответственно в 20 — 40 раз меньше давления в полостях гидроцилиндра 12 (при условии равенства рабочих площадей), что позволяет во столько же раз уменьшить энергию, затрачиваемую на гашение колебаний.

Вместимость гидроаккумулятора 14 определяется таким образом, что при колебательных движениях штока 8 гидроцилиндра 12, происходящих с периодом изменения составляющей 11, разница давлений в полостях этого цилиндра не превышает 10—

20О/ц. В противном случае необходимое усилие на первом штоке двухштокового гидроцилиндра 11, а следовательно, и расход энергии, затрачиваемый на гашение колебаний, возрастают.

Устройство для гашения колебаний металлоконструкций роторного экскаватора, содержашее блок управления рабочими движениями силового гидравлического органа роторного экскаватора, датчик колебаний, установленный на роторной стреле, выход которого соединен через усилительформирователь с блоком управления демпфирующими движениями силового гидравлического органа, состоящего из датчика обратной связи по перемещению, элемента сравнения, гидрораспределителя с электромагнитным преобразователем, первого двухштокового гидроцилиндра, шток которого соединен с датчиком обратной связи и с входом элемента сравнения, выход последнего подключен к электромагнитному преобразователю, а вторая рабочая полость первого двухштокового гидроцилиндра подключена к гидрораспределителю, отличаюи ееся тем, что, с целью повышения эффективности гашения колебаний металлоконструкций роторного экскаватора за счет компенсации средней составляющей давления силового гидравлического органа, оно снабжено вторым гидроцилиндром, дросселем и гидроаккумулятором, установленными в блоке управления демпфирующими движениями, а первая рабочая полость первого двухштокового гидроцилиндра подключена к гидрораспределителю, второй шток первого двухштокового гидроцилиндра жестко соединен со штоком второго гидроцилиндра, обе рабочие полости которого соединены между собой, при этом первая полость его подключена к гидроаккумулятору, а вторая — к силовому гидравлическому органу роторного экскаватора.

1271941

Составитель Л. Виноградов

Редактор О. Головач Техред И. Верес Корректор Л. Пилипенко

Заказ 6314/28 Тираж 641 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4