Регулятор гидросистемы управления сельскохозяйственными орудиями

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 А 01 В 63/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ! Ъ

Ql (Д !

Ю ! (21) 4780590/29 (22) 11.01.90 (46) 30.09.92. Бюл. М 36 (71) Литовская сельскохозяйственная академия (72) А.И.Янулявичюс (56) Авторское свидетельство СССР

hL 1681748, кл. А 01 В 63/10, 1990, (54) РЕГУЛЯТОР ГИДРОСИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫМИ

ОРУДИЯМИ (57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в гидравлических системах управления навесными орудиями сельскохозяйственных машин.

Цель изобретения — упрощение конструкции и повышение надежности, Внутри корпуса регулятора расположены обратный

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к устройствам для управления и автоматического регулирования рабочего положения навесных и полунавесных сельскохозяйственных машин.

Цель изобретения — расширение функций и упрощение конструкции путем создания возможности . опускания регулятором орудия в рабочее положение и поднятия из него в транспортное положение и обеспечение возможности его одновременной работы от двух различных датчиков регулирования, т.е. возможность принятия одновременно действий сигналов от силового и позиционного датчиков регулирования и использования их в виде суммированного сигнала и уменьшения

„„. Ж„„ 1764533 А 1 клапан, управляемый клапан, золотник управления, золотник регулирования, первый магистральный канал, второй магистральный канал, канал управления, нагнетательный канал, канал слива. Кроме того, корпус снабжен дополнительным каналом, соединенным с золотником управления, золотником регулирования и пружинной полостью управляемого клапана, Поршень управляемого клапана снабжен регулируемой опорой, Нагнетательный канал соединен с беспружинной полостью управляемого клапана с возможностью перекрытия его поршнем. Дан ное техническое решение позволяет за счет уменьшения числа каналов упростить конструкцию распределителя и повысить надежность работы гидросистемы. 8 ил. гидравлических связей с другими гидроагрегатами в гидросистеме.

На фиг. 1 изображен регулятор при опускании орудия в рабочее положение; на фиг.

2 показаны датчики регулирования; на фиг.

3 изображена схема гидросистемы с предложенным регулятором при рабочем положении орудия; на фиг. 4 показан регулятор при коррекции орудия на подъем: на фиг. 5 — регулятор при коррекции орудия на опускание; на фиг. 6 — регулятор при подъеме орудия в транспортное положение; на фиг, 7 — регулятор при транспортировании орудия; на фиг. 8 представлен регулятор, в котором управляемый клапан выполнен по второму варианту, Регулятор гидросистемы содержит размещенные в корпусе 1 обратный клапан 2, управляемый клапан 3, золотник управле1764533 ния 4, золотник регулирования 5, первый магистральный канал 6, второй магистральный канал 7, канала управления 8, нагнетательный канал 9, канал слива 10 и дополнительный канал 11, валик 12, второй 5 валик 13, узел 14 подсоединения датчика регулирования (например, позиционного датчика регулирования), узел 15 подсоединения второго датчика регулирования (например, силового датчика регулирования), 10 рукоятку настройки 16 и рукоятку управления 17.

Управляемый клапан 3 выполнен в сверлении корпуса подпружиненного поршня 18 и регулировочной опоры 19 для поршня 18.

Поршень 18 образует в сверлении корпуса пружинную 20 и беспружинную 21 полости.

Кроме того, поршень 18 выполнен с выточкой 22, Первый магистральный канал 6 соеди- 20 нен каналом 23 с золотником управления 4 и каналом 24 через управляемый клапан 3 с золотником регулирования 5. Второй магистральный канал 7 соединен каналами 25 и

26 с золотником управления 4 и каналом 27 с золотником регулирования 5. Канал управления 8 соединен с беспружинной полостью

21 управляемого клапана 3, соединен каналом 28 с золотником управления 4 и через обратный клапан 2 — с первым магистраль- 30 ным каналом 6, Магистральный канал 9 сообщен с беспружинной полостью 21 управляемого клапана 3 с возможностью прикрытия этого канала (9) поршнем 18, т.е, нагнетательный канал расположен на боко- 35 вой поверхности беспружинной полости 21 и при этом может быть прикрытым поршнем

18, Дополнительный канал 11 соединен с полостью 20 пружины управляемого клапана и соединяет золотник управления 4 с 40 золотником регулирования 5, Золотник управления 4 и золотник регулирования 5 концентрично размещены в полости 29, которая каналом 10 соединена со сливом. Золотник управления 4 имеет 45 кольцевую выточку 30 и канал 31, а золотник регулирования 5 имеет сообщенные между собой кольцевую выточку 32 и канал

33, Золотник регулирования 5 соединен с золотником управления 4 с возможностью осевого передвижения, т,е. золотник управления 4 соединен с золотником регулирования 5 через соединительный штифт

34, конец которого жестко прикреплен к золотнику 4, а сам штифт 34 расположен в отверстии, которое высверлено в золотнике 5.

Валик 12 и валик 13 в корпусе 1 регулятора установлены с возможностью вращения и осевого передвижения, Валик 12 сопряжен резьбой с золотником регулирования 5. Наружный конец валика 12 соединен с рукояткой настройки 16, которая поддерживает валик 12 в заданном положении относительно осевого передвижения.

Рукоятка 16 соединена с валиком 12 с возможностью его вращения. Рукоятка настройки 16 фиксируется на секторе 35.

Валик 13 жестко соединен с золотником управления 4 и соединен с рукояткой управления 17. Рукоятка управления 17 соединена с валиком 13 с возможностью его вращения.

Узел 14 подсоединения первого датчика регулирования состоит из рычага 36 и муфты

37 с рукояткой 38, Муфта 37 соединена шлицем с валиком 12 и соединена с корпусом 1 с возможностью вращения, Таким образом в момент движения валика 12 по осевому направлению муфта 37 остается на месте, а при вращении муфты 37 с ней вращается и валик 12. Рычаг 36 свободно посажен на муфте 37. Рукоятка 38 предусмотрена для соединения рычага 36 с муфтой 37 и для фиксации муфты относительно корпуса 1 (т.е. для фиксации муфты 37 от вращения).

Рычаг 36 снабжен передвижным (вдоль его оси) хомутом 39 для подсоединения, например, позиционного датчика регулирования (т.е. хомут 39 соединяется с тягой 40 (фиг, 2). позиционного датчика регулирования.)

Узел 15 подсоединения второго датчика регулирования состоит из рычага 41 и муфть

42 с рукояткой 43. Муфта 42 соединена шлицем с валиком 13 и соединена с корпусом 1 с возможностью вращения. Таким образом в момент движения валика 13 по осевому направлению муфта 42 остается на месте а при вращении муфты 42 валик 13 враща. ется вместе с ней, Рычаг 41 свободно по. сажен на муфте 42. Рукоятка 4: предусмотрена для соединения рычага 41 с муфтой 42 и для фиксации муфты 42 от. носительно корпуса 1 (т.е, для фиксаци муфты 42 от вращения). Рычаг 41 снабже передвижным (вдоль его оси) хомутом 4 для подсоединения, например, силовог< датчика регулирования (т.е. хомут 44 сое диняется с тягой 45 (ффиг. 2) силового дат чика регулирования), Золотник управления 4 и валик 13 в кор пусе 1 регулятора установлены с возможно стью вращения, а также с возможностьк осевого передвижения. Рукояткой управле ния 17 золотник 4 можно установить в однол из трех положений (режимов): — среднее "режим регулятора" (В этол положении золотник управления 4 соединя ет канал 28 с каналом 11 и перекрывае каналы 23, 25, 26(фиг, 3, 4, 5 и 7);

1764533 — левое (по чертежу) "режим подъема" (В этом положении золотник управления 4 перекрывает каналы 28, 23 а, канал 7 соединяет со сливом, т.е. с полостью 29 (фиг, 6); — правое (по чертежу) "режим опускания" (в этом положении золотник 4 соединяет каналы 23 и 25 с полостью 29, а канал 28 с каналом 11 (фиг, 1).

":В ходе эксплуатации в зависимости от характера местности и от заданных агротехнических требований выполнения операции выбирают один из видов регулирования или их комбинацию.

Для позиционного регулирования положения навесного орудия (машины) муфту 37 жестко (при помощи рукоятки 38) соединяют с рычагом 36, который кинематически соединен с позиционным датчиком регулирования, а муфту 42 жестко соединяют (при помощи рукоятки 43) с корпусом 1 регулятора (фиг, 1). При изменении положения известного орудия позиционный датчик регулирования поворачивает рычаг 36, который передает вращение на валик 12, При этом валик 13 остается неподвижным, и поворот валика 12 вызывает изменение положения золотника регулирования 5 регулятора, воздействующего на гидроцилиндр для восстановления первоначально заданного положения орудия.

Для силового регулирования положения навесного орудия муфту 42 жестко соединяют (при помощи рукоятки 43) с рычагом 41, который кинематически соединен с силовым датчиком регулирования, а муфту 37 — жестко соединяют(при помощи рукоятки 38) с корпусом 1 регулятора (фиг.

3). При изменении тягового сопротивления орудия, например, возрастание), пружина

46 силового датчика (фиг. 2) сжимается, и рычаг 47, воздействуя через тягу 45, поворачивает рычаг 41, который передает вращение на валик 13 и золотник 4. При этом валик

12 остается неподвижным, и поворот золотника 4 изменяет положение золотника регулирования 5 регулятора. Коррекция от золотника 5 на гидроцилиндр механизма навески приводит к выглублению навесного орудия из почвы и восстановлению первоначально заданного положения регулятора усилия.

Для смешанного (силового-позиционного) регулирования положения навесного орудия муфту 37 жестко соединяют (при помощи рукоятки 38) с рычагом 36, который кинематически соединен с позиционным датчиком регулирования, а муфту 42 жестко соединяют (при помощи роукоятки 43) с рычагом 41, который кинематически соединен с силовым датчиком регулирования (показано на фиг. 4). При изменении положения

55 навесного орудия и соответственном изменении тягового сопротивления орудия позиционный датчик регулирования поворачивает рычаг 36, который передает вращение на валик 12, а силовой датчик регулирования поворачивает в противоположное направление рычаг 41, который передает вращение на валик 13 и золотник 4, Повороты валиков 12 и 13 вызывает суммированное изменение положения золотника регулирования 5 регулятора, воздействующего на гидроцилиндр для восстановления первоначального заданного положения орудия (повороты валиков 12 и 13 в противоположные направления вызывают перемещения золотника 5 в одну сторону).

При срабатывании одного из датчиков и повороте соответствующего ему рычага 36 или 41 соответствующий валик 12 или 13 перемещает золотник регулирования 5 регулятора, Коррекция давления от золотника 5 регулятора на гидроцилиндр механизма навески вызывает изменение положения механизма навески (подъем или опускание) и срабатывание второго датчика, чтот приводит к перемещению золотника 5 регулятора в обратном направлении, т,е. к прекращению коррекции давления в гидроцилиндре, Таким образом коррекция золотника 5 регулятора на гидроцилиндр механизма навески от одного из датчиков регулирования ограничивается действием второго датчика регулирования.

Преобладание соответствующего сигнала (позиционного или силового регулирования) устанавливается путем передвижения соответствующего хомута 39 или

44 на соответствующий рычаг, Предложенный регулятор может быть использован в сельскохозяйственном тракторе, имеющем датчики регулирования (фиг, 2) и гидросистему, включающую бак 48 (фиг.

3), гидронасос 49, распределитель 50 с перепускным клапаном 51 и каналом управления 52 перепускного клапана и гидроцилиндр 53 для управления навесным механизмом трактора. При этом гидронасос 49 соединен всасывающей магистралью 54 с баком 48, а нагнетательной магистралью 55 — с регулятором и распределителем 50. Конец канала управления 52 распределителя соединен магистралью 56 и каналом управления 8 регулятора, Гидроцилиндр 53 подсоединен к регулятору, т.е. штоковая (подъема) полость 57 соединена магистралью 58 с магистральным каналом 6 регулятора, а поршневая полость 59 соединена магистралью 60 с магистральным каналом 7 регулятора. Канал слива 10 регулятора и

1764533 полость 61 распределителя соединены магистралью 62 с баком 48 через фильтр

63.

Кроме того, гидросистема трактора может содержать гидроаккумулятор 64 с подвижным элементом 65. При этом рабочая полость 66 гидроаккумулятора 64 соединена магистралью 67 через кран 68 с магистральным каналом 6 регулятора.

При необходимости использовать высотное регулирование с увеличением сцепного веса тягу 69 датчика давления (гидроаккумулятора 64) необходимо соединять с хомутом 44 вместо тяги 45 силового датчика регулирования или с хомутом 39 вместо тяги 40 позиционного датчика регулирования.

Гидросистема сельскохозяйственного трактора с предложенным регулятором работает следующим образом.

Опускание сельскохозяйственного орудия осуществляют при установке золотника управления 4 регулятора в положение "Опускание" (фиг, 1). В этом положении золотник

4 соединяет каналы 23 и 25 с полостью 29, а канал 28 — с каналом 11. При этом перепускной клапан 51 распределителя открывается, так как канал управления 52 сообщен со сливом, и.е, с баком 48 по магистрали 56, каналам 8, 28, выточке 30, каналу 11, полости 29, каналу 10 и магистрали 62, В этом случае основная масса масла от гидронасоса 49 поступает магистралью 55 в распределитель 50, в котором через открытый перепускной клапан 51 поступает в полость

61, из которой магистралью 62 — в бак 48.

Кроме того, соответственная часть масла на слив поступает через регулятор, т.е. через приоткрытый нагнетательный канал 9 поступает в полость 21, из которой по каналам

8, 28, выточке 30, каналу 11, полости 29. каналу 10 и магистрали 62 в бак 48. В данном случае из штоковой (подъемной) полости 57 гидроцилиндра 53 масло вытесняется (под действием веса орудия) по магистрали

58, каналам 6, 23, в полость 29, из которой поступает по каналу 10 и магистрали 62 в бак 48. Орудие опускается. Опустив орудие до почвы, золотник регулирования 5 занимает положение, которое показано на.фиг.

1, или близкое к этому, Уже тогда золотник управления 4 можно установить в положение "регулятора" (как показано на фиг. 3). В этом положении золотник управления 4 перекрывает вытекание масла из штоковой полости 57 гидроцилиндра по каналу 23.

Тогда, пока орудие не опустилось до заданного рабочего положения, масло из штоковой полости 57 гидроцилиндра 53 вытесняется через канал 24, т.е. по магистрали 58, каналу 6, каналу 24 (проход через управляемый клапан открытый, так как беспружинная полость 21 соединена со сливом), далее — через выточку 32 и канал 33 в

5 золотнике 5 в полость 29, из которой по каналу 10 и магистрали 62 в бак 48. Опускание орудия таким образом происходит до тех пор, пока под действием датчиков регулирования золотник 5 установит его в поло10 жение, при котором он отъединит свою кольцевую выточку 32 от канала 24. Когда орудие занимает заданное рабочее положение, тогда золотник 5 перекрывает канал 24 (фиг. 3). При этом штоковая полость 57 гид15 роцилиндра 53 окажется запертой, и орудие поддерживается в заданном рабочем положении.

Если затем положение сельскохозяйственного орудия изменяется, например, глубина обработки почвы увеличивается, то датчики регулирования (через механизм передачи) перемещают золотник 5 вправо (это позиция на фиг, 4). Тогда золотник 5 перекроет (частично или полностью) в зависимости от глубины поступления масла на слив из канала 11, После закрытия канала 11 закрывается перепускной клапан 51 распределителя, тогда возрастает давление в нагнетательной магистрали 55, а также и в канале 8, и масло поступает через обратный . клапан 2 в канал 6, из которого магистралью

58 поступает в штоковую полость 57 гидроцилиндра 53 из противоположной полости (поршневой полости 59) гидроцилиндра масло вытесняется поршнем по магистрали

60, каналу 27 в полость 29, которая соединена со сливом. В результате орудие поднимается, и датчики регулирования (через механизм передачи) обратно устанавлива40 ют золотник 5 в нейтральное положение (в позицию, показанную на фиг. 3).

Канал 9 может быть прикрытым (регулировочным краном 3) и в ходе коррекции на подъем весь поток масла пройти не может, в этом случае в магистрали до регулировочного крана 3 дальше увеличивается больше, чем в канале 8 (т,е. в нагнетательной магистрали увеличивается больше, чем в канале управления перепускного клапана), тогда открывается перепускной клапан 51 распределителя 50, и избыток масла направляется на слив через перепускной клапан 51 распределителя 50.

Если глубина обработки почвы уменьшается, то датчики регулирования подают сигнал в противоположную сторону, и золотник регулирования 5, переместившись влево (фиг. 5), соединяет канал 24 с выточкой

32 золотника 5, Орудие опускается под действием своего веса, В этом случае из штоко1764533

55 вой полости 57 гидроцилиндра 53 масло вытесняется на слив по магистрали 58, каналам 6,24 выточке 32, каналу 33 в полость 29, которая каналом 10 соединена и магистралью 62 соединена с баком 48. После заглубления рабочих органов до заданного рабочего положения датчики регулирования опять устанавливают золотник регулирования 5 в нейтральное положение (в позицию, показанную на фиг, 3).

Для поднятия орудия в транспортное положение золотник 4 устанавливают в положение "Подъем" (фиг. 6), В этом положении золотник 4 перекрывает канал 28, а канал 26 соединяет с полостью 29. При этом закрывается перепускной клапан 51 распределителя, так как канал управления 52 распределителя отьединяется от слива. При этом возрастает давление в нагнетательной магистрали 55, тем самым в канале 8 и в полости 21 и передвигается влево поршень

18, так как полость 20 в этом случае каналом

11 соединена с полостью 29, которая всегда сообщена со сливом. B данном случае весь поток масла от гидронасоса 49 поступает по нагнетательной магистрали 55, каналу 9, полости 21, каналу 8, дачее через обратный клапан 2, каналу 6 и магистрали 58 в штоковую полость 57 гидроцилиндра 53. Орудие поднимается. Из противоположной полости (поршневой полости 59) гидроцилиндра 53 масло вытесняется поршнем по магистрали

60, каналам 27, 7, 26 в полость 29, которая каналом 10 и магистралью 62 соединена с баком 48. Подняв орудие в транспортное положение, золотник 4 управления устанавливают в положение "Регулятор" (фиг. 7). В транспортном положении агрегата золотник 5 занимает крайнее левое положение (или близкое к этому), При этом штоковая полость 57 и поршневая полость 59 гидроцилиндра 53 окажутся отъединенными от сливных магистралей золотниками 4 и 5 регулятора, Масло от гидронасоса 49 магистралью 55 поступает в распределитель 50, в котором через открытый перепускной клапан 51 поступает в полость 61, из которой магистралью 62 в бак 48. Перепускной клапан 51 открыт, так как канал управления 52 сообщен со сливом, т.е, с баком 48 по магистрали 56, каналам 8, 28 выточке 30, каналу

11, полости 29, каналу 10 и магистрали 62.

При работе гидросистемы в режиме высотного регулирования с увеличением сцепного веса тягу 69 датчика давления (гидроаккумулятора 67) необходимо кинематически соединять, например, с хомутом .44 (вместо тяги 45 силового датчика регулирования). Тогда муфту 42 жестко соединяют (при помощи рукоятки 43) с рычагом 41, а

45 муфту 37 жестко соединяют (при помощи рукоятки 38) с корпусом 1 регулятора. Кроме того, открывают кран 68, т.е. рабочую полость 66 гидроаккумулятора 64 соединяют со штоковой полостью 57 гидроцилиндра

53. В данном случае рукояткой 16 на секторе

35 задаем давление в штоковой полости 57 гидроцилиндра 53. Заданное давление поддерживает регулятор гидросистемы. Регулятор работает аналогично, как и при силовом позиционном регулировании.

Когда автоматическое регулирование (регулятор) не используется, рукоятки 38 и

43 устанавливают в среднее положение или соединяют с корпусом 1 регулятора. В этом случае золотник 5 регулятора занимает крайнее левое положение и перекрывает каналы 24 и 27, а канал 11 остается открытым, т,е. соединенным с полостью 29. Кроме того, в этом режиме целесообразно закрыть регулировочный кран 3, При этом золотником управления 4 управляют механизмом навески трактора, т,е. управляют гидроцилиндром 53.

Предложенное техническое решение позволяет расширять функции регулятора путем создания возможности регулятором управлять гидроцилиндром механизма навески и расширять функции регулятора путем обеспечения возможности его одновременной работы от двух различных датчиков регулирования, т.е, позволяет принять одновременно действие сигналов от силового и позиционного датчиков регулирования и использовать их в виде суммированного сигнала. При этом предложенное техническое решение позволяет упростить конструкцию устройства для управления и поддерживания в рабочем положении сельскохозяйственного орудия агрегатируемого с трактором.

Аналогичным образом работает регулятор гидросистем управления сельскохозяйственными орудиями, изображенный на фиг. 8.

Формула изобретения

Регулятор гидросистемы управления сел ьскохозяйствен н ы ми орудиями, содержащий размещенные в корпусе обратный клапан, управляемый клапан, выполненный в виде подпружиненного поршня, образующего при размещении в корпусе пружинную и беспружинную полости, соосно расположенные золотник управления и золотник регулирования, соединенные друг с другом с возможностью относительного осевого перемещения, первый магистральный канал, соединенный со штоковой полостью гидро1764533

7 Ж Л 2l

27 5

Фиг. 2 цилиндра, золотником управления и через управляемый клапан с золотником регулирования второй магистральный канал, соединенный с поршневой полостью гидроцилиндра, золотником управления и золотником регулирования, канал управления, соединенный с беспружинной полостью управляемого клапана, с золотником управления и через обратный клапан с первым магистральным каналом, нагнетательный канал, канал слива, валик, сопряженный через резьбовое соединение с золотником регулирования, рукоятку настройки, которая соединена с валиком с возможностью его вращения, узел подсоединения датчика регулирования, соединенный шлицевым соединением с валиком и корпусом с возможностью вращения, рукоятку управления, второй валик, один конец которого соединен с рукояткой управления, 20 3 22 ЯЕ ц я а другой жестко соединен с золотником управления, узел подсоединения второго датчика регулирования соединен шлицевым соединением с вторым валиком и корпусом

5 с возможностью вращения, при этом узел подсоединения первого датчика и узел подсоединения второго датчика снабжены фиксаторами для фиксации их относительно корпуса, отличающийся тем, что, с

10 целью упрощения конструкции и повышения надежности, регулятор снабжен дополнительным каналом, соединенным с золотником управления, золотником регулирования и пружинной полостью

15 управляемого клапана, поршень управляемого клапана снабжен регулируемой опорой, а нагнетательный канал соединен с беспружинной полостью управляемого клапана с возможностью прикрытия О его поршнем.

192> 23 В

1764533.7 29250 я д

Фиг. 3 газ ггтв6 м

1764533

20 322

И Д ?Я 2S 30 28

Фиг. х

20 3222499 9П 2З8

27 S 7 Д 29 Д q 2q Р0 28 фиг.6

1764533

6 20 3 гг Н ЯУ6 т21О

7 29Л 2$ N

Фиг. 7

g g гг гоев гзи

27 В S Зг 7 З

Фиг.8

Составитель А.Гудков

Техред М.Моргентал Корректор Н.Слободяник

Редактор

Заказ 3321 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, yn,Гагарина, 101