Гидромеханическая система стабилизации положения рабочего органа дорожно-строительной машины

Авторы патента:

E02F9/20 - приводы; механизмы управления (передачи вообще F16H; управление вообще G05; управление электрическими многодвигательными приводами H02K, H02P)

Владельцы патента RU 2470120:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия" (СибАДИ") (RU)

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к системам контроля и управления положением рабочего органа землеройно-транспортных и дорожно-строительных машин. Гидромеханическая система стабилизации положения рабочего органа дорожно-строительной машины содержит узел крепления, корпус, массивный маятник, гидравлический распределитель, поворотную кулису и гидравлический распределитель, выполненный двухкаскадным. При этом напорная гидролиния первого каскада соединена со сливной магистралью второго каскада, которая, в свою очередь, соединена с гидравлическим баком гидросистемы автогрейдера с помощью регулируемого дросселя. Предложенная система обеспечивает повышение точности гидромеханической системы стабилизации и снижение минимально необходимой массы маятника за счет снижения усилия страгивания золотника первого каскада двухкаскадного гидравлического распределителя. 2 ил.

Изобретение относится к области землеройно-транспортных и дорожно-строительных машин и предназначено для систем контроля и управления положением рабочего органа автогрейдера, бульдозера, асфальтоукладчика и других землеройно-транспортных и дорожно-строительных машин, выполняющих планировочные и профилировочные работы.

Известно устройство автоматического управления положением рабочего органа автогрейдера или бульдозера, в котором используется маятниковый датчик и двухкаскадный гидравлический распределитель, с электромагнитным управлением, у которого напорные гидролинии первого и второго каскадов соединены с насосом гидравлической системы [А.А.Скловский. Автоматизация дорожных машин. 2-изд. Рига, «Авотс», 1980, 358 с., стр.78, стр.129].

Недостатком такого устройства является наличие в системе управления электронных блоков, которые необходимы для подачи управляющих электрических сигналов на катушки электромагнитов, перемещающих золотник первого каскада двухкаскадного гидравлического распределителя, а также возможность «зависания» золотника первого каскада под действием высокого давления, создаваемого насосом гидросистемы, из-за высокого усилия «страгивания» золотника. Конструктивно катушки электромагнитов оснащены специальными кнопками, которые позволяют в случае «зависания» золотника стронуть его с места механически, нажимая на эти кнопки.

Известно так же устройство, в котором для стабилизации положения рабочего органа дорожно-строительной машины используется маятник, механически, с помощью тросика, связанный с золотником управляющего гидрораспределителя, который подает рабочую жидкость в торцевые полости силовых гидрораспределителей, подающих рабочую жидкость в исполнительные гидроцилиндры [А.с. СССР 1203207. Система стабилизации положения рабочего органа дорожно-строительной машины. МПК E02F 9/20 / В.С.Щербаков, М.А.Гольчанский, В.Г.Ерошенков и А.Я.Кугель]. Недостатком данного способа является соединение напорной гидролинии управляющего гидрораспределителя с насосом, что увеличивает усилие «страгивания» золотника и снижает точность системы стабилизации.

Из известных технических решений наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является [А.с. СССР 866075, МПК E02F 9/20. Гидравлическая система стабилизации угла наклона отвала автогрейдера в поперечной плоскости / В.А.Палеев, B.C.Щербаков, Н.А.Махонин, A.M.Попов, В.Г.Ерошенков, А.Г.Иноземцев (СССР)]. Содержит узел крепления системы к тяговой раме автогрейдера, корпус, массивный маятник, подвешенный на шарикоподшипниках, укрепленных в корпусе, гидравлический распределитель, в корпусе шарнирно закреплена поворотная кулиса, связанная с маятником, которая через регулируемые толкатели воздействует на золотник гидравлического распределителя. При отклонении отвала от заданного углового положения поворачивается тяговая рама автогрейдера и корпус системы стабилизации. Маятник, сохраняя неизменным свое положение относительно вертикали, поворачивает кулису и перемещает золотник гидравлического распределителя. Гидравлический распределитель включает гидроцилиндр устройства подвеса отвала на подъем либо на опускание до устранения ошибки в угловом положении отвала относительно горизонта.

Недостатком данного устройства является необходимость установки достаточно массивного маятника (до 27 кг) для обеспечения необходимой точности поддержания заданного поперечного уклона (±0,5%) и обеспечения надежного страгивания золотника, предотвращения его «зависания».

Задачей изобретения является разработка гидромеханического устройства, обеспечивающего повышение точности системы стабилизации за счет снижения усилия «страгивания» золотника и обеспечивающего возможность снижения минимально необходимой массы маятника.

Указанный технический результат достигается тем, что гидравлический распределитель выполнен двухкаскадным, при этом напорная гидролиния первого каскада соединена со сливной магистралью второго каскада, которая, в свою очередь, соединена с гидравлическим баком гидросистемы дорожно-строительной машины с помощью регулируемого дросселя.

Сущность изобретения поясняется нижеследующим описанием и прилагаемыми к нему чертежами.

На фиг.1 изображена конструкция гидромеханической системы стабилизации: 1 - узел крепления системы к тяговой раме, 2 - корпус, 3 - маятник, 4 - двухкаскадный гидравлический распределитель, 5 - поворотная кулиса. На фиг.2 изображена схема включения гидромеханической системы стабилизации в гидравлическую схему автогрейдера: 6 - насос гидросистемы автогрейдера, 7 - первый каскад двухкаскадного гидравлического распределителя, 8 - второй каскад двухкаскадного гидравлического распределителя, 9 - исполнительный гидроцилиндр, 10 - переливной клапан, 11 - дроссель, 12 - линия управления, 13 - регулируемый дроссель, 14 - фильтр, 15 - маятник гидромеханической системы стабилизации, 16 - гидробак (кондиционер рабочей жидкости).

Принцип работы устройства заключается в следующем. При отклонении, например отвала автогрейдера от заданного углового положения относительно горизонта, отклоняется тяговая рама, и связанный с ней корпус 2 гидромеханической системы стабилизации, в котором укреплен двухкаскадный гидравлический распределитель 4. Маятник 3 сохраняет свое вертикальное положение и, поворачиваясь относительно корпуса 2, с помощью поворотной кулисы 5 перемещает золотник первого каскада двухкаскадного гидравлического распределителя 7. При этом рабочая жидкость под давлением в сливной магистрали поступает в торцевую полость второго каскада двухкаскадного гидравлического распределителя 8, золотник второго каскада двухкаскадного гидравлического распределителя 8 перемещается от среднего положения, рабочая жидкость поступает от насоса гидросистемы автогрейдера 6 либо в штоковую, либо в поршневую полости исполнительного гидроцилиндра 9, тяговая рама автогрейдера поворачивается до устранения ошибки углового положения отвала относительно горизонта. Двухкаскадный гидравлический распределитель может быть выполнен в виде единого блока, либо по конструктивным соображениям первый и второй каскады могут быть разнесены на некоторое расстояние.

Опыт эксплуатации строительных и дорожных машин показывает, что в сливной магистрали, перед фильтром имеется давление 4-5 кГ/см², которого вполне достаточно для перемещения золотника второго каскада двухкаскадного гидравлического распределителя 8. При необходимости давление в сливной магистрали автогрейдера можно регулировать с помощью регулируемого дросселя 13. Т.к. усилие страгивания золотника пропорционально давлению рабочей жидкости, действующей на золотник, снижение давления рабочей жидкости, действующей на золотник первого каскада 7 со 160-200 кГ/см², до 4-5 кГ/см² приводит к соответствующему снижению усилия страгивания и повышению точности гидромеханической системы стабилизации, т.к. необходимые усилия на золотник со стороны маятника обеспечиваются при меньших отклонениях маятника от вертикали и при меньших отклонениях рабочего органа дорожно-строительной машины от заданного значения.

Использование для первого каскада двухкаскадного гидравлического распределителя в качестве рабочего давления в сливной магистрали дорожно-строительной машины позволяет резко снизить усилие страгивания золотника первого каскада и, соответственно, снизить угловую погрешность гидромеханической системы стабилизации, обеспечивает снижение минимально необходимой массы маятника. Отказ от использования электроники позволяет обеспечивать надежную работу в условиях действия ионизирующих излучений, например при радиоактивном заражении местности.

Гидромеханическая система стабилизации положения рабочего органа дорожно-строительной машины, содержащая узел крепления, корпус, массивный маятник, гидравлический распределитель, поворотную кулису, отличающаяся тем, что гидравлический распределитель выполнен двухкаскадным, при этом напорная гидролиния первого каскада соединена со сливной магистралью второго каскада, которая, в свою очередь, соединена с гидравлическим баком гидросистемы автогрейдера с помощью регулируемого дросселя.

Изобретение относится к землеройно-транспортной и дорожно-строительной технике, в частности к способу контроля положения отвала автогрейдера. .

Рабочая машина // 2458810

Изобретение относится к машиностроению. .

Устройство для управления движением ковша экскаватора-драглайна // 2443829

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для управления движением ковша экскаватора-драглайна. .

Способ автоматического регулирования возбуждения синхронного приводного двигателя многомашинного агрегата экскаватора // 2433521

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в низковольтных комплектных устройствах карьерных экскаваторов электрооборудования горнодобывающих машин.

Система электропитания главных приводов экскаватора // 2433520

Изобретение относится к электрооборудованию горнодобывающих машин и может быть использовано в низковольтных комплектных устройствах карьерных экскаваторов. .

Гидромеханическая система стабилизации угла наклона рабочего органа планировочной машины // 2433224

Изобретение относится к системам управления строительных и дорожных машин. .

Гидромеханическая система стабилизации угла наклона рабочего органа планировочной машины // 2422594

Изобретение относится к системам управления строительных и дорожных машин, предназначено для использования в строительных и дорожных машинах (бульдозеры, автогрейдеры, асфальтоукладчики и т.д.).

Устройство для регулирования планирующей способности планировочных машин // 2417286

Изобретение относится к планировочным машинам, используемым при планировке земляной поверхности, например, в мелиорации или при строительстве автомобильных и железных дорог, взлетно-посадочных полос аэродромов и других объектов.

Система визуализации работы экскаватора // 2410498

Изобретение относится к автоматизированному контролю и управлению горными машинами в условиях добывающих предприятий. .

Способ форсировки тока возбуждения электродвигателей подъема и напора карьерного экскаватора (экг) // 2400008

Изобретение относится к области экскаваторного электропривода. .

Способ определения положения режущей кромки отвала автогрейдера // 2478757

Изобретение относится к области землеройно-транспортных и дорожно-строительных машин и предназначено для систем контроля и управления положением отвала автогрейдера

Экскаватор // 2481439

Изобретение относится к горным машинам, а именно к карьерным экскаваторам типа «прямая лопата», и может быть использовано в подъемных и тяговых механизмах

Способ и система управления рабочей машиной // 2490397

Изобретение относится к машиностроению

Ограничение пикового отбора электроэнергии карьерными экскаваторами // 2507345

Предложенная группа изобретений относится к электропитанию строительной и горной техники, в частности к системе электропитания карьерного экскаватора. Техническим результатом является повышение производительности и надежности работы экскаватора за счет ограничения пикового отбора электроэнергии карьерными экскаваторами от источника электроэнергии. Указанный технический результат обеспечивается тем, что максимальная электрическая мощность, отбираемая карьерным экскаватором, содержащим электродвигатели, из источника электрической мощности, уменьшается путем подачи дополнительной электрической мощности из устройства хранения электроэнергии. При этом входная электрическая мощность, отбираемая карьерным экскаватором, является цикличной. Для электрической мощности, отбираемой из источника электрической мощности, задают верхний предел. Когда входная электрическая мощность, отбираемая карьерным экскаватором, превышает верхний предел, устройство хранения электроэнергии, в частности банк ультраконденсаторов, подает электрическую мощность. Причем банк ультраконденсаторов может заряжаться источником электрической мощности во время интервалов между пиками потребления. А электрическая мощность, генерируемая электродвигателями, работающими в генераторном интервале, также может собираться и накапливаться в устройстве хранения электроэнергии. 4 н. и 26 з.п. ф-лы, 18 ил.

Канавокопатель с автоматическим врезанием и регулировкой глубины стрелы // 2515140

Изобретение относится к системе управления землеройной техникой. Техническим результатом является повышение производительности землеройной машины при различных условиях эксплуатации за счет обеспечения возможности ее приспосабливания к изменяющимся условиям. Система управления исполнительным механизмом погружения приспособления для экскавации имеет привод и контроллер, вырабатывающий выходной сигнал для изменения скорости погружения исполнительного механизма. При этом контроллер выполнен с возможностью определять полосу частот вращения привода, в которой величина выходного сигнала исполнительного механизма увеличивается при повышении частоты вращения привода и, наоборот, уменьшается при уменьшении частоты вращения привода. Кроме того, система содержит интерфейс пользователя, позволяющий оператору вручную изменять полосу частот вращения привода. 10 з.п. ф-лы, 28 ил.

Способ формирования динамических усилий в механизме экскаватора // 2521625

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано при открытой разработке скальных горных пород. Техническим результатом является повышение эффективности работы экскаваторов в т.ч. и за счет снижения аварийности погрузочного оборудования. Способ формирования динамических усилий в механизме экскаватора включает задание рабочей и возможно максимальной скоростей привода, измерение текущего усилия и сравнение его с заданным. При этом в экскаваторном забое по координатам погашенных взрывных скважин и фактическим параметрам буровзрывных работ в процессе экскавации позиционированием ковша устанавливают локализацию двух типов зон, различающихся по вероятности ожидания максимальных динамических нагрузок. В первой - наиболее вероятного ожидания максимальных динамических нагрузок, которая находится вокруг погашенных взрывных скважин с фактическими параметрами буровзрывных работ, не соответствующими проектным значениям, переходят с максимальной скорости привода на рабочую. Во второй зоне вероятного ожидания максимальных динамических нагрузок, которая локализуется положением погашенного межскважинного пространства с фактическими параметрами буровзрывных работ, соответствующими проектным значениям, после подтверждения предельных заданных усилий черпания устанавливают режим работы рабочей скорости привода, который при неподтверждении максимальных нагрузок в последующих циклах экскавации меняют для этой зоны на режим максимальной скорости привода. За пределами зон ожидания максимальных динамических нагрузок используют максимальную скорость привода.

Система управления землеройно-транспортной машины // 2526437

Изобретение относится к землеройно-транспортным машинам. Система содержит электронный блок управления рабочим оборудованием, трансмиссией, двигателем и механизмами поворота машины, средство измерения параметров ее движения (действительной и теоретической скорости, буксования и т.п.), аппараты управления и дисплей. Измерение параметров движения машины осуществляется с помощью микромеханических гироскопов и акселерометров. В системе осуществляется прогнозирование величины буксования забегающего борта машины с последующей оптимизацией радиуса поворота машины. Реализовано автоматическое регулирование скорости движения машины в зависимости от неровностей трассы движения, выявленных при предыдущем проходе машины, а также управление рабочим органом из условия, что сформированные его режущей кромкой неровности поверхности грунта не приводят к необходимости снижения скорости отката. Оптимизировано управление машиной при работах на уклонах и косогорах, на взрыхленных скальных породах, в стесненных условиях, при наличии в разрабатываемом грунте электрических кабелей и металлических предметов. Реализованы различные виды программного управления движением машины, в том числе по криволинейным трассам и по предыдущему следу машины, а также автоматизированное управление тормозами и подачей топлива в двигатель машины. Изобретение обеспечивает повышение производительности землеройно-транспортной машины и улучшение условий труда оператора. 11 з.п. ф-лы, 1 ил.

Устройство управления и руления для гусеничного транспортного средства // 2543253

Изобретение относится к средствам управления для ручного приведения в действие. Предложено управляющее устройство для гусеничного транспортного средства, содержащее управляющий рычаг (3), выполненный с возможностью приведения в действие оператором вокруг точки (H) опоры и имеющий свободный конец (5). Причем управляющий рычаг (3) выполнен с возможностью смещения вдоль продольного направления транспортного средства между ближним положением (P5) ближе к оператору и дальним положением (P1) дальше от оператора для управления главной муфтой транспортного средства. Кроме того, управляющее устройство (2) дополнительно содержит поддерживающий элемент (4), выполненный с возможностью крепления к телу транспортного средства для поддерживания руки оператора, когда рука воздействует на управляющий рычаг (3). При этом управляющий рычаг (3) имеет промежуточную часть (7), расположенную между свободным концом (5) и точкой (H) опоры, и имеющую такую форму, чтобы частично охватывать поддерживающий элемент (4) в ближнем положении (P5). Предложенное устройство обеспечивает комфорт и безопасность оператору при управлении гусеничным транспортным средством. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

Способ управления движением ковша эксковатра-драглайна и устройство для его осуществления // 2543837

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для управления движением ковша драглайна при копании. Техническим результатом является повышение надежности и долговечности рабочего оборудования и механизмов драглайна, а также повышение его производительности. Предложен способ управления движением ковша экскаватора-драглайна, включающий задание сигналов управления по частоте вращения приводов подъема, тяги и поворота, регулирование частоты вращения этих приводов, формирование по заданным и текущим значениям усилий натяжения в подъемных и тяговых канатах сигналов управления по усилию в этих канатах, затем эти сигналы по усилию сравнивают с соответствующими сигналами по частоте вращения приводов подъема и тяги с последующим выделением из сравниваемых сигналов наибольших сигналов, выделенный сигнал управления приводом подъема подают на вход блока регулирования частоты вращения привода подъема непосредственно, выделенный сигнал управления приводом тяги подают на вход блока регулирования частоты вращения привода тяги через первый основной управляемый ключ, сигнал управления приводом поворота подают на вход блока регулирования частоты вращения привода поворота через второй основной управляемый ключ. Кроме того, измеряют текущие длины подъемных и тяговых канатов, дополнительно задают расстояния до двух границ положения ковша в забое относительно бровки забоя. Задают длины тяговых канатов, соответствующие положению ковша на указанных границах, и длину подъемных канатов, соответствующую положению ковша на границе торможения ковша, задают уровень ограничения сигнала управления приводом тяги при положении ковша на границе ограничения скорости ковша и дополнительное усилие натяжения подъемных канатов при положении ковша на границе торможения ковша. В процессе копания сравнивают текущие длины подъемных и тяговых канатов с их заданными значениями до указанных границ. Предложено также устройство для управления движением ковша экскаватора-драглайна, содержащее блоки регулирования частоты вращения приводов подъема, тяги и поворота, блоки выделения сигналов управления приводами подъема и тяги, входы которых подключены к выходам соответствующих задатчиков частоты вращения этих приводов и регуляторов усилий натяжения подъемных и тяговых канатов, первый вход каждого из последних подключен к выходу соответствующего задатчика усилия натяжения канатов, а второй - к выходу соответствующего преобразователя усилия натяжения канатов, при этом вход блока регулирования частоты вращения привода подъема соединен непосредственно с выходом блока выделения сигнала управления приводом подъема, вход блока регулирования частоты вращения привода тяги соединен с выходом первого основного управляемого ключа, а вход блока регулирования частоты вращения привода поворота соединен через второй управляемый ключ с выходом задатчика частоты вращения этого привода, а также преобразователи длины подъемных и тяговых канатов. Устройство дополнительно снабжено тремя нелинейными элементами, четырьмя дополнительными управляемыми ключами, элементом ограничения сигнала управления приводом тяги и задатчиком дополнительного натяжения подъемных канатов. При этом вход первого нелинейного элемента подключен к выходу преобразователя длины подъемных канатов, а входы второго и третьего нелинейных элементов - к выходу преобразователя длины тяговых канатов, выход первого нелинейного элемента подключен на управляющий вход первого дополнительного ключа, выход второго нелинейного элемента подключен на управляющие входы второго и третьего дополнительных ключей, выход третьего нелинейного элемента соединен с управляющим входом первого и второго основных ключей и четвертого дополнительного ключа. Вход первого основного ключа подключен к выходу блока выделения сигнала управления приводом тяги через первый и второй дополнительные ключи, а также через первый дополнительный ключ, элемент ограничения сигнала управления приводом тяги и третий дополнительный ключ. Четвертый дополнительный ключ включен между выходом задатчика дополнительного натяжения подъемных канатов и третьим входом регулятора натяжения подъемных канатов. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Самоходный наземный роторный экскаватор с электрическим приводом фрез-барабана // 2550619

Настоящее изобретение относится к самоходному наземному роторному экскаватору, предпочтительно в форме дорожной фрезы, шнекороторного снегоочистителя или карьерного комбайна, с фрез-барабаном, способным вращаться вокруг горизонтальной оси вращения, и приводом фрез-барабана, содержащим по меньшей мере один электродвигатель, установленный внутри фрез-барабана, причем статор и ротор электродвигателя установлены во внутреннем объеме воздухо- и/или пыленепроницаемого корпуса электродвигателя. Предлагается снабдить находящийся внутри корпуса фрез-барабана электродвигатель привода фрез-барабана охлаждающим устройством с замкнутым контуром жидкостного охлаждения. Благодаря высокой теплоемкости подходящей охлаждающей жидкости, такой как масло или смесь воды с гликолем, для контура жидкостного охлаждения достаточны малые объемные потоки и, тем самым, возможны малые сечения трубопровода. С другой стороны, благодаря замкнутой структуре контура жидкостного охлаждения можно избежать всякого внесения пыли в привод фрез-барабана, а также образования пыли отходящим воздухом. Техническим результатом является снижение тепловой нагрузки на привод фрез-барабана без повышения пылевой нагрузки. 13 з.п. ф-лы, 5 ил.