Патент на изобретение №2310046

(54) ГИДРОМЕХАНИЧЕСКИЙ ПРИВОД ХОДА ПНЕВМОКОЛЕСНОГО ЭКСКАВАТОРА

(57) Реферат:

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при производстве пневмоколесных экскаваторов с гидромеханическим приводом хода. Технический результат – безотказное переключение со второй передачи на первую на ходу. Гидромеханический привод хода пневмоколесного экскаватора содержит силовую установку, гидропривод, состоящий из насосов, гидромоторов, силовых гидролиний хода, сливных гидролиний, гидролиний сервоуправления, блоков управления, гидравлического переключателя скоростей, гидрораспределителя с адресным золотником хода, в нейтральной позиции соединяющим силовые гидролинии хода со сливной гидролинией через дроссели, механический привод, включающий коробку передач с синхронизатором, механизм переключения коробки передач с сервоприводом, карданные валы, передний и задний мосты, колеса. Причем в гидролинии сервоуправления между гидравлическим переключателем скоростей и сервоприводом механизма переключения коробки передач включен дополнительный контур, состоящий из двух управляющих двухпозиционных золотников, гидролиний сервоуправления и логического гидроклапана ИЛИ, входные отводы которого соединены с силовыми гидролиниями хода, а выходной отвод – с управляющей полостью первого золотника, в первой позиции соединяющего управляющую полость второго золотника со сливной гидролинией, во второй позиции – с гидролинией второй передачи сервопривода механизма переключения коробки передач, в первой позиции второго золотника гидролинии первой и второй передач гидравлического переключателя скоростей соединены с соответствующими гидролиниями первой и второй передач сервопривода механизма переключения коробки передач, во второй позиции – гидролиния первой передачи сервопривода механизма переключения коробки передач соединена со сливной гидролинией, гидролиния второй передачи – с напорной гидролинией сервоуправления. 2 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к экскаваторам на пневмоколесном ходу с гидромеханическим приводом.

Известен пневмоколесный экскаватор (патент №2184193), выбранный в качестве прототипа, имеющий гидромеханический привод хода, содержащий силовую установку, гидропривод, состоящий из насосов, гидромоторов, силовых гидролиний хода, сливных гидролиний, гидролиний сервоуправления, блоков управления, гидравлического переключателя скоростей, гидрораспределителя с адресным золотником хода, в нейтральной позиции соединяющим силовые гидролинии хода со сливной гидролинией через дроссели, механический привод, включающий коробку передач с синхронизатором, механизм переключения коробки передач с сервоприводом, карданные валы, передний и задний мосты, колеса.

Коробка передач, представляющая собой зубчатый редуктор, имеет первичный вал, на который передается крутящий момент от шестерни на выходном валу гидромотора, а также вторичный вал, передающий крутящий момент на карданные валы и далее на передний и задний мосты и колеса. Крутящий момент с первичного вала на вторичный передается следующим образом. На первичном валу жестко закреплены шестерни первой и второй передач. На шлицах вторичного вала установлена подвижная шестерня, перемещаемая вдоль оси вала механизмом переключения передач. В положении “первая скорость” на подвижную шестерню передается крутящий момент от шестерни первой передачи. В положении “вторая скорость” на подвижную шестерню передается крутящий момент от шестерни второй передачи. При этом происходит включение соответственно первой или второй передачи. В промежуточном положении “нейтраль” подвижная шестерня в зацеплении не находится и крутящий момент на вторичный вал от первичного не передается.

Существенным недостатком известного привода является то, что при переключении со второй передачи на первую на ходу при скоростях передвижения порядка 25 км/ч происходит перегрузка элементов коробки передач, что приводит со временем к поломкам (прикипание конусов синхронизатора, излом валов редуктора). Это связано с тем, что шестерни первичного и вторичного валов коробки передач имеют большую разницу оборотов. При переключении передач синхронизатор пытается выровнять скорости, но так как на вторичный вал передается крутящий момент через карданные валы, передний и задний мосты от колес, то синхронизатору в итоге приходится тормозить весь экскаватор, в результате чего происходит перегрузка коробки передач. Усиление соответствующих элементов конструкции не устраняет причины поломок и не гарантирует необходимой надежности работы коробки передач. Для безотказной работы коробки передач необходимо обеспечить такое условие, чтобы переключение со второй передачи на первую на ходу происходило только при достижении вторичным валом безопасной скорости вращения (здесь и далее под безопасной скоростью вращения вторичного вала понимается скорость порядка 0,5 об/с).

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является создание конструкции гидромеханического привода хода пневмоколесного экскаватора, свободной от вышеуказанного недостатка.

Указанная задача решается тем, что в гидромеханическом приводе хода пневмоколесного экскаватора, содержащем силовую установку, гидропривод, состоящий из насосов, гидромоторов, силовых гидролиний, сливных гидролиний, гидролиний сервоуправления, блоков управления, гидравлического переключателя скоростей, гидрораспределителя с адресным золотником хода, в нейтральной позиции соединяющим силовые гидролинии хода со сливной гидролинией через дроссели, механический привод, включающий коробку передач с синхронизатором, механизм переключения коробки передач с сервоприводом, карданные валы, передний и задний мосты, колеса, в гидролинии сервоуправления между гидравлическим переключателем скоростей и сервоприводом механизма переключения коробки передач включен дополнительный контур, состоящий из двух управляющих двухпозиционных золотников, гидролиний сервоуправления и логического гидроклапана ИЛИ, входные отводы которого соединены с силовыми гидролиниями хода, а выходной отвод – с управляющей полостью первого золотника, в первой позиции соединяющего управляющую полость второго золотника со сливной гидролинией, во второй позиции – с гидролинией второй передачи сервопривода механизма переключения коробки передач, в первой позиции второго золотника гидролинии первой и второй передач гидравлического переключателя скоростей соединены с соответствующими гидролиниями первой и второй передач сервопривода механизма переключения коробки передач, во второй позиции – гидролиния первой передачи сервопривода механизма переключения коробки передач соединена со сливной гидролинией, гидролиния второй передачи – с напорной гидролинией сервоуправления.

Заявленные технические признаки существенны, так как они влияют на достигаемый технический результат.

При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявленное техническое решение, не были выявлены. Это позволяет сделать вывод о том, что заявленное техническое решение обладает новизной и не следует явным образом из существующего уровня техники.

Предлагаемое техническое решение может быть применено при производстве пневмоколесных экскаваторов.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид гидромеханического привода хода пневмоколесного экскаватора, на фиг.2 изображена гидравлическая схема.

Гидромеханический привод хода пневмоколесного экскаватора содержит силовую установку 1, коробку 2 передач, механизм 3 переключения коробки 2 передач, карданные валы 4, передний мост 5, задний мост 6, колеса 7, насосы 8, гидромоторы 9, силовые гидролинии 10 хода, сливную гидролинию 11, гидролинии 12 сервоуправления. Гидролинии 12 сервоуправления включают сливную гидролинию 13, напорную гидролинию 14 сервоуправления, гидролинию 15 первой передачи и гидролинию 16 второй передачи сервопривода механизма 3 переключения коробки 2 передач. Кроме того, блок 17 управления, гидравлический переключатель 18 скоростей, гидрораспределитель 19 с адресным золотником 20 хода, в нейтральной позиции соединяющим силовые гидролинии 10 хода со сливной гидролинией 11 через дроссели (см. Васильченко В.А. Гидравлическое оборудование мобильных машин. Справочник. М., Машиностроение, 1983 г., Схема 6, стр.139).

В гидролинии 12 сервоуправления включен дополнительный контур, состоящий из управляющих двухпозиционных золотников 21 и 22, гидролиний 23 сервоуправления, сливной гидролинии 24 и логического гидроклапана 25 ИЛИ.

Работа гидромеханического привода хода пневмоколесного экскаватора.

В процессе движения экскаватора на второй передаче гидравлический переключатель 18 скоростей установлен в положение “вторая скорость”. Направление движения “ход вперед” или “ход назад” осуществляется при помощи блока 17 управления, который управляет адресным золотником 20 хода, а также насосами 8. Приводимые в действие силовой установкой 1 насосы 8 перекачивают рабочую жидкость через адресный золотник 20 хода к гидромоторам 9, которые передают крутящий момент на коробку 2 передач и далее через карданные валы 4, передний мост 5, задний мост 6 на колеса 7. Возникающее при этом давление рабочей жидкости в силовых гидролиниях 10 хода передается через логический гидроклапан 25 ИЛИ на золотник 21, переключая его во вторую позицию. Вследствие этого рабочая жидкость из гидролинии 16 второй передачи сервопривода механизма 3 переключения коробки 2 передач включит золотник 22, в результате чего гидролиния 15 первой передачи сервопривода механизма 3 переключения коробки 2 передач соединится со сливной гидролинией 13, а гидролиния 16 второй передачи – с напорной гидролинией 14 сервоуправления.

Для переключения со второй передачи на первую на ходу оператор выключает блок 17 управления и устанавливает гидравлический переключатель 18 скоростей в положение “первая скорость”, при этом адресный золотник 20 хода займет нейтральное положение, силовые гидролинии 10 хода соединятся со сливной гидролинией 11. Экскаватор будет продолжать двигаться “накатом” за счет инерции прямолинейного движения. Колеса 7 будут передавать крутящий момент через передний мост 5, задний мост 6, карданные валы 4 на гидромоторы 9, которые начнут перекачивать рабочую жидкость по силовым гидролиниям 10 хода, а так как те соединены со сливной гидролинией 11 через дроссели адресного золотника 20 хода, то на нем возникнет перепад давления, передающийся на логический гидроклапан 25 ИЛИ, а через него на золотник 21, оставляя его во второй позиции. Гидролиния 16 второй передачи останется соединенной с напорной гидролинией 14 сервоуправления, а механизм 3 переключения коробки 2 передач в положении “вторая передача”.

Гидромоторы 9 и вторичный вал коробки 2 передач будут вращаться с постепенным замедлением. При этом будет снижаться и расход рабочей жидкости, проходящей через дроссели адресного золотника 20 хода, а следовательно, будет уменьшаться и давление, передающееся на логический гидроклапан 25 ИЛИ. Когда вторичный вал коробки 2 передач достигнет безопасной скорости, давление рабочей жидкости на логическом гидроклапане 25 ИЛИ станет равным давлению в сливной гидролинии 11. В этот момент золотник 21 вернется в первую позицию, управляющая полость золотника 22 соединится со сливной гидролинией 24 и золотник 22 также вернется в первую позицию. При этом гидролинии 12 сервоуправления первой и второй передач гидравлического переключателя скоростей соединятся с соответствующими гидролиниями 15 и 16 первой и второй передач сервопривода механизма 3 переключения коробки 2 передач. Произойдет переключение со второй передачи на первую.

На переключение с первой передачи на вторую дополнительный контур никакого влияния не оказывает.

Формула изобретения

Гидромеханический привод хода пневмоколесного экскаватора, содержащий силовую установку, гидропривод, состоящий из насосов, гидромоторов, силовых гидролиний хода, сливных гидролиний, гидролиний сервоуправления, блоков управления, гидравлического переключателя скоростей, гидрораспределителя с адресным золотником хода, в нейтральной позиции соединяющим силовые гидролинии хода со сливной гидролинией через дроссели, механический привод, включающий коробку передач с синхронизатором, механизм переключения коробки передач с сервоприводом, карданные валы, передний и задний мосты, колеса, отличающийся тем, что в гидролинии сервоуправления между гидравлическим переключателем скоростей и сервоприводом механизма переключения коробки передач включен дополнительный контур, состоящий из двух управляющих двухпозиционных золотников, гидролиний сервоуправления и логического гидроклапана, или входные отводы которого соединены с силовыми гидролиниями хода, а выходной отвод – с управляющей полостью первого золотника, в первой позиции соединяющего управляющую полость второго золотника со сливной гидролинией, во второй позиции – с гидролинией второй передачи сервопривода механизма переключения коробки передач, в первой позиции второго золотника гидролинии первой и второй передач гидравлического переключателя скоростей соединены с соответствующими гидролиниями первой и второй передач сервопривода механизма переключения коробки передач, во второй позиции – гидролиния первой передачи сервопривода механизма переключения коробки передач соединена со сливной гидролинией, гидролиния второй передачи – с напорной гидролинией сервоуправления.

РИСУНКИ

PD4A – Изменение наименования обладателя патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение

(73) Новое наименование патентообладателя:

Открытое акционерное общество «Уральское конструкторское бюро транспортного машиностроения» (RU)

Адрес для переписки:

622007, Свердловская обл., г. Нижний Тагил, Восточное ш., 38, ОАО «УКБТМ»

Извещение опубликовано: 10.09.2009 БИ: 25/2009