Рабочее бульдозерное оборудование
Владельцы патента RU 2712829:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Псковский государственный университет" (RU)
Изобретение относится к области строительных и дорожных машин, а именно к землеройно-транспортным машинам типа бульдозера. Технический результат - повышение надежности и облегчение управления рабочим процессом бульдозерного оборудования. Рабочее бульдозерное оборудование включает толкающие брусья, отвал с ножом и гидроприводом, раскосы, подвижное днище с гидроприводом и боковые щеки. Рабочее оборудование дополнительно снабжено гидроаккумулятором, редукционным гидроклапаном и регулируемым гидродросселем. Подвижное днище жестко скреплено с боковыми щеками, соединенными шарнирно со штоками гидроцилиндров привода и с нижними концами маятниковых рычагов, соединенных, также шарнирно, своими верхними концами с отвалом. Гидрораспределитель гидроцилиндров подъема отвала выполнен четырехпозиционным и сообщен с гидроаккумулятором, который через редукционный гидроклапан сообщен с напорной гидролинией, а гидроцилиндры привода подвижного днища сообщены штоковыми полостями через регулируемый гидродроссель с гидроаккумулятором и поршневыми полостями с гидрораспределителем гидроцилиндров подъема отвала. Редукционный гидроклапан выполнен с возможностью поддержания величины зарядки гидроаккумулятора, обеспечивающей частичное уравновешивание силы тяжести рабочего оборудования в плавающем его положении в одной из позиций золотника гидрораспределителя. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к строительным и дорожным машинам, а именно к землеройно-транспортным, типа бульдозеров. Бульдозер, являясь землеройно-транспортной машиной, выполняет землеройные и транспортные функции. Известно много технических решений направленных на повышение эффективности именно землеройных функций, например, путем активации рабочего органа (SU а.с. 878869, E02F 5/30; SU а.с. 909032, E02F 3/76) или путем газовой смазки рабочего органа, например, (SU а.с. 933890, E02F 3/76; SU а.с. 941489 E02F 3/76). В то же время известно сравнительно мало технических решений направленных на повышение эффективности транспортных функций бульдозеров, хотя по продолжительности и затратам энергии они существенно превышают соответствующие показатели землеройной части рабочего цикла. Так вырезание грунта и формирование призмы волочения происходит на пути 10-15 метров, в то время как перемещение набранного грунта производится на расстояние до 100 метров и более. Вследствие большой величины коэффициента трения грунта по грунту, на перемещение призмы волочения по грунтовой поверхности затрачивается большое количество энергии, превышающее затраты энергии на срезание грунта при выполнении землеройной функции. Известно рабочее бульдозерное оборудование (RU патент 2627512, E02F 3/76), включающее толкающие брусья, отвал с ножом и гидроприводом, раскосы, подвижное днище с приводом и боковые открылки. Оно позволяет уменьшить энергозатраты на перемещение грунта от места набора к месту его отсыпки и повысить производительность за счет сокращения потерь грунта в боковые валики. Однако имеющиеся недостатки существенно снижают возможность его практического применения. Это обусловлено сложностью кинематики многочисленных подвижных элементов рабочего оборудования с отдельными гидроцилиндрами привода и гидрораспределителями, что снижает надежность и усложняет управление рабочим процессом. Так для привода бульдозерного оборудования в положение транспортирования грунта после его набора в призму волочения, машинисту необходимо осуществить несколько управляющих воздействий. Первое воздействие - включить гидромеханизм подъема отвала, второе воздействие на гидромеханизм опускания боковых щек и полуднищ, третье -опускание полуднищ в горизонтальное положение и четвертое воздействие это включение гидромеханизма поворота полуднищ и боковых щек в горизонтальной плоскости относительно вертикальных осей. Все эти операции необходимо повторять в обратной последовательности при отсыпке грунта и приведении оборудования в исходную позицию, для следующего рабочего цикла. Многочисленные управляющие воздействия повторяемые в каждом рабочем цикле вызывают утомление машиниста и снижение производительности. Кроме того разъемное днище, состоящее из двух половин, консольно соединенных с боковыми щеками, не может обеспечить необходимой жесткости. Под действием поперечной нагрузки от набранного грунта возможно провисание днища по разъему в средней части и вредное взаимодействие с грунтом с бесполезными затратами энергии.
Известно и второе рабочее бульдозерное оборудование (RU патент 2018576, E02F 3/76), включающее толкающие брусья, отвал с ножом и гидроприводом, раскосы, подвижное днище с приводом и боковые открылки. Известное оборудование обеспечивает повышение производительности. Недостатки заключаются в сложности конструкции, содержащей разъемное подвижное днище с отдельными гидроцилиндрами привода и гидрораспределителем, подвижный козырек с отдельными гидроцилиндрами привода и гидрораспределителем. Это снижает надежность бульдозерного оборудования и усложняет управление рабочим процессом.
Наиболее близким по технической сущности, к предлагаемому изобретению и принятое за прототип, является рабочее бульдозерное оборудование (SU а.с. 1201422, E02F 3/76), включающее толкающие брусья, отвал с ножом и гидроприводом, раскосы, подвижное днище с гидроприводом и боковые щеки. Это известное устройство несколько проще по конструкции в сравнении с предыдущими, однако и оно довольно сложно. Кроме гидропривода подъема отвала, оно содержит отдельные гидроцилиндры и гидрораспределитель привода боковых щек, гидроцилиндры и гидрораспределитель для опускания подвижного днища и гидроцилиндры с гидрораспределителем для выдвижения днища вперед. Расположение кареток и гидроцилиндров передвижения днища внутри полых толкающих брусьев, в условиях работы с грунтом, приведет к заклиниванию механизма передвижения вследствие образования пробок уплотненного грунта, попадающего в полости через пазы подвески днища к кареткам. Для профилактического обслуживания и ремонта кареток и гидроцилиндров привода днища, расположенных внутри толкающих брусьев, их необходимо отсоединять от отвала и ходовых гусеничных тележек, что является весьма трудоемкой работай и требует больших затрат времени, средств и снижает надежность рабочего оборудования.
Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности рабочего бульдозерного оборудования и облегчение управления рабочим процессом.
Предложенное рабочее бульдозерное оборудование, включает толкающие брусья, отвал с ножом и гидроприводом, раскосы, подвижное днище с гидроприводом и боковые щеки, снабжено гидроаккумулятором, редукционным гидроклапаном и регулируемым гидродросселем, причем подвижное днище жестко скреплено с боковыми щеками, соединенными шарнирно со штоками гидроцилиндров привода и с нижними концами маятниковых рычагов, соединенных, также шарнирно, своими верхними концами с отвалом, при этом гидрораспределитель гидроцилиндров подъема отвала выполнен четырехпозиционным и сообщен с гидроаккумулятором, который через редукционный гидроклапан сообщен с напорной гидролинией, а гидроцилиндры привода подвижного днища сообщены штоковыми полостями через регулируемый гидродроссель с гидроаккумулятором и поршневыми полостями с гидрорпспределителем гидроцилиндров подъема отвала, причем редукционный гидроклапан выполнен с возможностью поддержания величины давления зарядки гидроаккумулятора, обеспечивающей частичное уравновешивание силы тяжести рабочего оборудования в плавающем его положении в одной из позиций золотника гидрораспределителя. Передние кромки подвижного днища и боковых щек заострены.
Предложенное рабочее бульдозерное оборудование, в сравнении с прототипом, имеет более высокую надежность за счет упрощения конструкции и обеспечивает более легкое управление рабочим процессом, за счет исключения излишних управляющих воздействий машиниста.
На фиг. 1 изображено рабочее бульдозерное оборудование, вид сбоку, в период набора грунта в призму волочения; на фиг. 2-то же, в период транспортирования грунта.
Рабочее бульдозерное оборудование содержит традиционные элементы, а именно толкающие брусья 1, шарнирно соединенные с базовой машиной 2, отвал 3 с режущим ножом, раскосы 4, гидроцилиндры 5 привода отвала, сообщенные с гидрораспределителем 6. Дополнительно к традиционному рабочему оборудованию установлено подвижное днище 7, жестко скрепленное с боковыми щеками, причем передние кромки днища и боковых щек выполнены острыми. Подвижное днище 7 шарнирно соединено с нижними концами маятниковых рычагов 8, соединенных, также шарнирно, своими верхними концами с отвалом на шарнирах 9. Кроме того подвижное днище соединено шарнирно со штоками гидроцилиндров 10, прикрепленных шарнирно корпусами к толкающим брусьям. Штоковые полости гидроцилиндров 10 сообщены через регулируемый гидродроссель 11 с гидроаккумулятором 12, а поршневые их полости сообщены с гидрораспределителем 6. Последний сообщен с напорной и сливной гидролиниями, а также с гидроаккумулятором 12, который сообщен с напорной гидролинией через редукционный гидроклапан 13.
Рабочее бульдозерное оборудование действует следующим образом.
Срезание грунта и накопление его перед отвалом осуществляется традиционно, и все элементы рабочего оборудования занимают положение, изображенное на фиг. 1. Золотник гидрораспределителя 6 находится в нейтральной позиции, отвал заглублен и вырезает грунт, формирующий призму волочения. Подвижное днище 7 удерживается гидроцилиндрами 10 позади отвала. После завершения набора грунта в призму волочения, золотник гидрораспределителя 6 переключается в позицию, изображенную на фиг. 2. Штоковые полости гидроцилиндров 10 сообщены с гидроаккумулятором 12, величина давления, в котором, установленная редукционным гидроклапаном 13, обеспечивает частичное уравновешивание силы тяжести рабочего оборудования. Одновременно рабочая жидкость поступает из напорной гидролинии в поршневые полости гидроцилиндров 10 и они с небольшим запаздыванием, преодолевая давление в штоковых полостях, создаваемое гидроаккумулятором 12 через регулируемый гидродроссель 11 перемещают подвижное днище вперед под отвал 3 и под набранный грунт. Опережающее частичное уравновешивание силы тяжести рабочего оборудования и запаздывание движения подвижного днища 7 с заостренными торцовыми кромками облегчают его движение вперед. Дальнейшее перемещение грунта к месту отсыпки осуществляется на подвижном днище 7.
Таким образом, предложенное изобретение обеспечивает снижение затрат энергии, поскольку коэффициент трения днища по грунту существенно меньше чем коэффициент трения грунта по грунту. Кроме того уравновешивание рабочего оборудования уменьшает прижатие подвижного днища к опорной поверхности и также снижает сопротивление его перемещению, что и обеспечивает в конечном итоге уменьшение энергозатрат на выполнение транспортной функции бульдозера и уменьшает стоимость выполнения работы в целом. Боковые щеки подвижного днища предотвращают потери грунта в боковые валики. Повышается надежность рабочего оборудования за счет его упрощения и облегчается управление рабочим процессом путем уменьшения количества необходимых управляющих воздействий машиниста. Предложенное рабочее бульдозерное оборудование может найти применение при проектировании новых бульдозеров, а также может устанавливаться на существующих, без изменения их конструкции, в качестве сменного дополнительного оборудования, увеличивающего эксплуатационные возможности бульдозеров.
1. Рабочее бульдозерное оборудование, включающее толкающие брусья, отвал с ножом и гидроприводом, раскосы, подвижное днище с гидроприводом и боковые щеки, отличающееся тем, что оно снабжено гидроаккумулятором, редукционным гидроклапаном и регулируемым гидродросселем, причем подвижное днище жестко скреплено с боковыми щеками, соединенными шарнирно со штоками гидроцилиндров привода и с нижними концами маятниковых рычагов, соединенных, также шарнирно, своими верхними концами с отвалом, при этом гидрораспределитель гидроцилиндров подъема отвала выполнен четырехпозиционным и сообщен с гидроаккумулятором, который через редукционный гидроклапан сообщен с напорной гидролинией, а гидроцилиндры привода подвижного днища сообщены штоковыми полостями через регулируемый гидродроссель с гидроаккумулятором и поршневыми полостями с гидрораспределителем гидроцилиндров подъема отвала, причем редукционный гидроклапан выполнен с возможностью поддержания величины зарядки гидроаккумулятора, обеспечивающей частичное уравновешивание силы тяжести рабочего оборудования в плавающем его положении в одной из позиций золотника гидрораспределителя.
2. Рабочее бульдозерное оборудование по п. 1., отличающееся тем, что передние кромки подвижного днища и боковых щек выполнены острыми.
