Механизм поворота вала оборотного плуга

(71) Научно-произвпо сельскохозяй 11дственное объединени енном машиност о ние относится ашиностроени угам, бретения - об повышение на Изобрете ственному м оборотным иЦель изо ной работы и низма,к сельскохозя ю, а именно спечение плавдежности мехаОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕЕДОМСТВО СССРОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1464905, кл. А 01 В 3/42., 1989,(54) МЕХАНИЗМ ПОВОРОТА ВАЛА ОБОРОТНОГО ПЛУГА(57) Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно к мехайизмам для обработки земли. Цельизобретения - повышение надежности механизма. Механизм поворота вала оборотного плуга содержит три гидроцилиндра 2,3, 4, кривошип, поворотную раму с гнездами7, в которые входит шток 8 гидроцилиндра3, Гидроцилиндр 4 позволяет складыватьбрус, несущий плужные корпусы, Рабочиеполости гидроцилиндров 2, 3, 4 через распределитель 11 подключены к напорной 12 На фиг, 1 показана кинематическая схема предложенного механизма поворота вала оборотного плуга; на фиг. 2 - его принципиальная гидравлическая схема.Механизм поворота вала 1 оборотного плуга содержит три гидроцилиндра 2, 3 и 4,Ы 1802974 А 1 и сливной 13 магистралям. На гидроцилиндре поворота 2 установлен переключатель 14, который служит для сообщения корневой полости 15 со штоковой полостью 16 гидроцилиндра.поворота 2 и поршневой полости 17 гидроцилиндра отклонения 4. Для переключения золотника переключателя 14 шток 18 гидроцилиндра поворота 2 снабжен толкателем 19, На гидроцилиндре отклонения 4 закреплен нормально закрытый запорный вентиль 20, установленный в линииштоковой полости 21 гидроцилиндра фиксации 3, Шток 22 гидроцилиндра отклонения 4 имеет толкатель 23. С гидроцилиндром фиксации 3 жестко соединены два запсрных вентиля - нормально закрытый вентиль 24, установленный в линии поршневой полости 25 гидроцилиндра поворота 2, и нормально открытый вентиль 26, установленный в линии поршневой полости 27 гидроцилиндра отклонения 4. Для взаимодействия с венти- . лями 24, 26 шток 28 гидроцилиндра фиксации 3 снабжен толкателем 28, 1 с. п. ф-лы, 2 ил,Гидроцилиндр 2 предназначен для осуществления собственно поворота вала 1 на 180 и замены тем самым правооборачивэющих корпусов на левооборачивающие, и наоборот. Поворот осуществляется через кривошип 5, жестко соединенный с валом 1, Гидроцилиндр 3 служит для фиксации рамы 6 в крайних положениях, для чего поворотная рама 6 имеет гнезда 7, в которые входит шток 8 гидроцилиндра 3. Гидроцилиндр 4 отклонения позволяет складывать брус 9, несущий плужные40 45 50 55 корпуса 10. Для этого брус 9 шарнирно соединен с поворотной рамой. При складывании несущего плужные корпуса бруса достигается максимально возможное сближение центра тяжести плуга с осью поворота на время выполнения операции поворота, Уменьшение вылета центра тяжести в процессе оборачивания плуга дает возможность уменьшить амплитуду колебания нагрузки (т. е, потребного крутящего момента, развиваемого гидроцилиндром поворота). Гидроцилиндры 2, 3 и 4 двухстороннего действия имеют соответственно по две рабочие полости (поршневую и штоковую), подключенные через распределитель 11 к напорной 12 и сливной 13 магистралям. Разноименные рабочие полости гидроцилиндров поворота 2 и отклонения 4 соединены между собой. Нэ гидроцилиндре поворота 2 закреплен переключатель 14, установленный в линии поршневой полости 15 гидроцилиндра фиксации 3. Переключатель 14 служит для поочередного сообщения линии поршневой полости 15 гидроцилиндра фиксации 3 со сливной магистралью 13 и линиями штоковой полости 16 гидроцилиндра поворота 2 и поршневой полости "17 гидроцилиндра отклонения 4. Для переключения золотника переключателя 14 шток 18 гидроцилиндра поворота 2 снабжен.толкателем 19, причем при втянутом положении штока 18 золотник переключателя 14 подпружинен (втянутое положение штока 18 соответствует исходному положению механизма - 0 и 180),На гидроцилиндре отклонения 4 закреплен нормально закрытый запорный вентиль 20, установленный в линии штоковой полости 21 гидроцилиндра фиксации 3. Для взаимодействия с вентилем 20 шток 22 гидроцилиндра отклонения 4 имеет толка- тель 23.С гидроцилиндром фиксации жестко соединены два запорных вентиля - нормально закрытый 24, установленный в линии поршневой полости 25 гидроцилиндра поворота 2, и нормально открытый 26, установленный . в линии поршневой полости 27 гидроцилиндра отклонения 4. Для взаимодействия с вентилем 24, 26 шток 8 гидроцилиндра фиксации 3 снабжен толкателем 28. На схеме фиг. 2 все элементы конструкции механизма поворота вала оборотного плуга показаны в исходном положении (О или 180 ). Для упрощения схемы штоки гидроцилиндров с соответствующими толкателями условно вынесены (продублированы) к месту расположения переключателя 14 и вентилей 20, 24 и 26 и показаны 5 10 15 20 25 ЗО 35 пунктиром, Стрелки указывают направление движения штоков гидроцилиндров.Линии поршневой и штоковой полостей соответственно гидроцилиндров 2 и 4 соединены с полостью управления 29 основного распределителя через напорный клапан 30 каналом 31, Пружиносодержащая полость 32 и полость управления 29 закольцованы и сообщены со сливной магистралью 13, При этом канал 33, соединяющий полость управления 29 со сливной магистралью 13, имеет дроссель 34 и может сообщаться через проточку 35 в золотнике основного распределителя 11 с линиями 16 и 17.Механизм поворота вала оборотного плуга содержит также устройство торможения рамы 6 в фазе падения (весь цикл поворота делится на две фазы; фазу падения, когда освобожденный от фиксации плуг стремится упасть под действием силы тяжести, и фазу подъема, во время которой гидроцилиндр поворота поднимает плуг, преодолевая его массу). Это устройство содержит последовательно установленные в линии штоковой полости 16 гидроцилиндра поворота 2 дозирующий дроссель 36 и редукционный клапан 37, На боковом ответвлении 38 редукционного клапана установлен обратный клапан 39, Полость управления 40 редукционного клапана сообщена каналом 41 с линией 16 в месте после дозирующего дросселя 36. Линия штоковой полости 16 перед дозирующим дросселем 36 сообщена с камерой управления 42 дополнительного распределителя 43 и поочередно со сливной магистралью 13 и - через дополнительный распределитель 43 - , с полостью управления 44 переливного клапана 45. Линия штоковой полости 16 гидроцилиндра поворота 2 в месте после дозирующего дросселя (перед редукционным клапаном 37) поочередно подключена через дополнительный распределитель 43 к полости управления 44 переливного клапана или через дополнительный канал 46 в .основном распределителе и дополнительный распределитель к пружиносодеркащей полости 47 переливного клапана. Пружиносодеркэщие полости редукционного клапана 37 и дополнительного распределителя 43 подключены к сливной магистрали 13, Пружиносодержэщая полость переливного клапэна 45 поочередно сообщается со сливной магистралью 13 через проточку 48 в золотнике основного распределителя 11,Напорная и сливная магистрали соединены между собой обратным (противовакуумным) клапаном 49, позволяющим засасывать рабочую жидкость из сливной магистрали при возникновении разреженияв напорной. Дозирующий дроссель 36 служит для измерения перепада давления придвижении жидкости в обоих направлениях,Редукционный клапана 37 и переливнойклапан 45 предназначены для поддерживания постоянства перепада давления на до, зирующем дросселе, Причем при движениижидкости в направлении из штоковой полости гидроцилиндра поворота 2 работаютоба клапана, При потоке в противоположном направлении постоянство перепададавления на дозирующем дросселе 36 поддерживает только переливной клапан 45, аредукционный клапан 37 закрыт, и жид. кость течет через обратный клапан 39, Поскольку скорость выдвижения-вдвиженияштока 18 гидроцилиндра поворота 2 определяется расходом поступающей в рабочуюполость жидкости, а раоубд, как известно,пропорционален плОЩ 8 Дл сечения, в данном случае, дросселя 36 И корню квадратному из перепада на этом дросселе, топоддержание перепада давления на дросселе позволяет стабилизировать скоростьперемещения упомянутого штока как при 25колебаниях нагрузки, так и при изменениирасхода нагнетаемой жидкости. В результате достигается плавность работы механизма,Механизм поворота вала оборотного 30плуга работает следующимобразом.При необходимости сменить плужныекорпуса, например правооборачивающиена левооборачивающие, в напорную магистраль 12 нагнетают рабочую жидкость, Вначале жидкость поступает вштоковую полость гидроцилиндра отклонения 4, и несущий плужные корпуса 10 брус9 складывается, приближаясь к оси поворота, посредством чего сводится к минимуму 40вылет центра тяжести плуга. В момент окончания этой операции толкатель 23 штока 22гидроцилиндра отклонения 4 воздействуетна подпружиненный золотник нормальнозакрытого запорного вентиля 20, Рабочая 45жидкость по линии 21 поступает в штоковуюполость гидроцилиндра фиксации 3, приэтом по линии 15 через переключатель 14жидкость беспрепятственно вытекает всливную магистраль 13 через находящийся. 50впозиции основной распределитель 11,Шток 8 гидроцилиндра 3 выходит из гнезда,7, происходит разблокировка поворотной, рамы плуга. Одновременно толкатель 28воздействует на золотники вентилей 24 и 5526, При этом открывается линия поршневойполости 25 гидроцилиндра поворота 2. Споступлением рабочей жидкости в поршневую полость гидроцилиндра 2 начинаетсяпервая фаза поворота плуга (от 0 до 90), так называемая фаза падения, т. е. поворот осуществляется в основном под действием силы тяжести плуга, Опускание рамы контролируется дросселем 36 и управляемым редукционным клапаном 37. Давления перед и эа дросселем 36 (при данном направлении потока) воспринимаются соответственно полостью управления 40 и прукиносодержа,цей полостью редукционного клапана 37. Последний занимает такое положение, при котором перепад давлений надросселе 36 постоянный, соответствующий настройке пружины редукционного клапана, В результате одновременно происходит как торможение рамы (беэ гидравлического сопротивления она падала бы быстрее, чем нужно), так и стабилизация скорости поворота и плавная работа механизма, Переливной клапан 45 своими полостями управления 44 и прукиносодер- жащей 47 воспринимает тот же перепад давлений на дросселе Зб, Роль.переливного клапана на данной фазе поворота вспомогательная, Он способствует быстроте восстановления равновесного режима. Так при опускании плуга нагрузка уменьшается (поскольку центр тяжести сближается с продольной вертикальной плоскостью, проходящей через ось поворота, и уменьшается плечо действия силы тяжести). Это приводит к снижению давления в штоковой полости гидроцилиндра поворота 2. Перепад давлений на дросселе 36 падает. При этом одновременно с открытием редукционного клапана 37 (под действием своей пружины он нормально открыт), что направлено на повышение давления перед дросселем и восстановление перепада, сильнее перекрывается переливной клапан 45 (под действием пружины нормально закрыт), Это снижает перелив излишка. жидкости через переливной клапан, повышая давление в поршневой полости гидроцилиндра поворота 2, Этим ускоряется восстановление до установленного значения перепада давлений на дросселе 36,При повороте рамы плуга на 90 поршень гидроцилиндра поворота 2 достигает нижней мертвой точки, поток рабочей жидкости останавливается (так как в этот момент отсутствуют потребители рабочей жидкости), и давление в напорной магистрали поднимается до уровня открытия напорного клапана 30. Происходит переключение основного распределителя 11 извопозицию за счет создания давления в полости управления 29, При выдвижении штока 18 гидроцилиндра 2 толкатель 19 перестает воздействовать на переключатель 14, и он переходит в другую позицию, При этом бло10 20 25 2, и готов к работе 40 45 50 55 кируется поступление рабочей жидкости под давлением в поршневую полость гидроцилиндра фиксации 3, причем последняя остается сообщенной со сливом. Гидроцилиндр фиксации 3, таким образом, не реагирует на переключение потока рабочей жидкости основным распределителем для выполнения второй фазы поворота, Поскольку шток 8 гидроцилиндра 3 остается вдвинутым, блокировано поступление жидкости в поршневую полость гидроцилиндра отклонения 4 посредством запорного вентиля 26. Одновременно с началом второй фазы поворота - .от 90 до 180 - происходит переключение во вторую позицию дополнительного распределителя 43 за счет подачи давления в камеру управления 42. Во второй фазе поворота, связанной с подъемом плуга и преодолением нагрузки, жидкость поступает в штоковую полость гидроцилиндра поворота 2 через дозирующий дроссель 36, боковое ответвление.38 с обратным клапаном 39, минуя редукционный клапан 37, Редукционный клапан 37 в этой фазе поворота закрыт рабочим давлением жидкости, которое существенно превосходит перепад давлений, на который настроена пружина этого клапана и который поддерживается постоянным. Функции поддержания постоянства перепада давлений на дросселе 36 во второй фазе поворота берет на себя переливкой клапан 45. Давление перед дросселем 36 (с учетом направления потока жидкости на данной фазе поворота) воспринимает полость управления 44 переливного клапана через дополнительный распределитель 43, находящийся во И позиции. Давление за дросселем передается также через дополнительный распределитель, находящийся вопозиции, и проточку 33 основного распределителя 11.Удержание распределителя 11 во И позиции осуществляется давлением жидкости через канал 35 в канал 33, ведущий к полости управления 29, Дроссель 34 создает при этом соответствующий подпор давления, т. к. канал 33 сообщается со сливом.Поскольку скорость вытекания жидкости из штоковой полости гидроцилиндра поворота 2 (в первой фазе) и скорость втекания жидкости в эту же полость дозируется одним и тем же дросселем 36, а пружина переливного клапана настроена на тот же перепад, что и у редукционного клапана, то скорость перемещения поршня постоянна на протяжении всего цикла поворота, и поворот осуществляется плавно, После завершения второй фазы поворота и втягивания соответственно штока 18 гидроцилиндра 2 происходит подключение посредством толкателя 19 через переключатель 1.4 поршневой полости гидроцилиндра 3 к линиям штоковой полости 16 гидроцилиндра 2 и поршневой полости 27 гидроцилиндра 4, а следовательно, и к напорной магистрали 12, т. к. основной распределитель 11 находится во 11-ой позиции, Обе полости гидроцилиндра фиксации 3 оказываются под одним давлением. Другими словами, имеет место дифференциальное подключение этого.гидроцилиндра, За счет разности площадей поршня в поршневой и штоковой полостях поршень приходит в движение, шток выдвигается и входит в соответствующее гнездо 7. Поворотная рама оказывается запертой Одновременно с вдвижением штока 8 в гнездо 7 толкатель 28 перестает взаимодействовать с золотниками запорных вентилей 24 и 26, При этом запирается поршневая полость гидроцилиндра поворота 2 и открывается поршневая полость гидроцилиндра отклонения 4. При нагнетании рабочей жидкости в поршневую полость гидроцилиндра 4 брус 9 с корпусами 10 занимает рабочее положение, Отключается нагнетание рабочей жидкости в систему механизма (вручную или автоматически). Золотники основного и дополнительного распределителей возвращаются в исходное положение - поз. 1(вначале распределитель 11, а затем распределитель 43, т. к. полости управления и пружиносодержащие полости оказываются закольцованными, т, е. сообщаются между собой), Цикл поворота вала оборотного плуга на этом закончен, а механизм находится в исходном положении, показанном на фиг,Применение предложенного механизма поворота вала оборотного плуга дает возможность стабилизировать скорость перемещения штока гидроцилиндра поворота при колебаниях потребного крутящего момента и располагаемого расхода рабочей жидкости, Этим достигается плавность работы механизма с благоприятными динамическими характеристиками, что повышает надежность конструкции.Формула изобретения Механизм поворота вала оборотного плуга, включающий гидроцилиндры поворота и фиксации рамы и отклонения несущего плужные корпуса бруса, поршневые и штоковые полости которых подключены к входу распределителя, выход которого соединен со сливной и напорной магистралями, устройство торможения рамы и переливной клапан. установленный между напорной и сливной магистралями, снабженный полостью управления и полостью с установленной в ней пружиной, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что с целью повышения надежности, механизм снабжен переключателем, двумя нормально закрытыми запорными вентилями и нормально открытым вентилем, а устройство торможения снабжено дозирую щим дросселем и последовательно соединенным с ним редукционным клапаном и дополнительным распределителем, при этом переключатель жестко соединен с гидроцилиндром поворота и установлен в ли нии поршневой полости гидроцилиндра фиксации, а один нормально закрытый эапорный вентиль жестко соединен с гидроцилиндром отклонения и установлен в линии штоковой полости гидроцилиндра фикса ции, а нормально открытый запорный вентиль установлен в линии поршневой полости гидроцилиндра отклонения и жестко соединен с гидроцилиндром фиксации, а второй нормально закрытый запорный вен тиль установлен в линии поршневой полости гидроцилиндра поворота и жестко соединен с гидроцилиндром фиксации, причем разноименные полости гидроцилиндров поворота и отклонения соединены между 25 собой, а на штоках всех гидроцилиндров установлены толкатели, кроме того, дозирующий дроссель и редукционный клапан установлены в линии штоковой полости гидро- цилиндра поворота, причем линия штоковой полости гидроцилиндра поворота до дозирующего дросселя сообщена с камерой управления дополнительного распределителя и посредством последнего соединена со сливной магистралью и полостью управления переливного клапана, а после дозирующего дросселя соединена с полостью управления и через дополнительный канал в основном распределителе с полостью управления, с пружиной переливного клапана, также линия поршневой полости гидроцилиндра фиксации соединена с переключателем, который в свою очередь соединен со сливной магистралью и линиями штоковой полости гидроцилиндра поворота и поршневой полости гидроцилиндра отклонения, а полости переливного и индукционного клапанов и дополнительного распределителя, содержащие пружины, соединены со сливной магистралью, причем полость переливного клапана с пружиной соединена со сливной магистралью через проточку в золотнике основного распределителя.изводственно-издательский комбинат "Патейт", г. Уж л, Гагарина. 101 аказ 1011 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва. Ж, Раушская наб,. 4/5