Гидросистема управления рабочим процессом бульдозера

19 И 1 А х а) Е 029/22 ГОСУДАРСТВЕНГЮ ДЕЛАМ ИЗОБ ИТЕТ СССР . И ОТКРЫТИИ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТОРСКОМУ СВ У(54БОЧИМщаямен 3628907/29-0329.07,8315. 12.84.В.Н.Тарасоатин и В.ПСибирский орденого Знамени автнститут им. В.В621.879.34(088.1. Авторское св688, кл, Е 02 Р) сигнала управления, основной и дополнительный распределители, о т - л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения производительности бульдозера, дополнительньй распределитель выполнен с гндролиниями управления, а гидросистема снабжена установленными последовательно в одной из гидролиний управления дополнительного распределителя датчиками начала и окончания заглубления и .датчиком неравномерности сигнала управления, при этом датчик начала эаглубления выполнен в виде клапана давления, а датчики окончания заглубпения и неравномерности сигнала вы-полены в виде переливных клапанов.11293 40 1Изобретение относится к строительно-дорожным машинам, а именно к гидросистемам управления рабочим оборудованием бульдозеров.Наиболее близкой к предлагаемойявляется гидросистема управлениярабочим процессом бульдозера, включающая датчик сигнала управления,элемент сравнения, элемент настройкисигнала управления, основной и до Ополнительный распределители 13,Однако данная гидросистема непозволяет оптимизировать начальноезаглубление рабочего органа в грунти неравномерность сигнала управления, 15что приводит к частым включениям ивыключениям золотника распределителяи снижает производительность машины.Цель изобретения - повышение производительности бульдозера путем оптимизации начального заглублениярабочего органа в грунт и неравномерности сигнала управления.Указанная цель достигается тем,что в гидросистеме управления рабочим процессом бульдозера, включающей датчик сигнала управления, элемент сравнения, элемент настройкисигнала управления, основной и дополнительный распределители, дополнительный распределитель выполнен сгидролиниями управления, а гидросистема снабжена установленными последовательно в одной из гидролинийуправления дополнительного распределителя датчиками начала и окончания35заглубления и датчиком неравномерности сигнала управления, при этомдатчик начала заглубления выполненв виде клапана давления, а датчикиокончания заглубления и неравномерности сигнала выполнены в виде переливных клапанов,На Аиг. 1 изображена гндросистемауправления рабочим процессом бульдо 47зера по скорости движения; на Аиг2 то же, по крутящему моменту турбинного колеса гидротфансформатора;на Аиг. 3 - диаграмма управлениярабочим процессом бульдозера.Силовые гидроцилиндры 1 вертикаль 50ногр перемещения отвала 2 бульдозера подключены к основному распределителю 3 и дополнительному распределителю 4 гидромагистрали 5 и 6.Дополнительный распределитель 4 гид 55ромагистралями 7 и 8 также подключен к рабочим полостям гидроцнлиндров 1 вертикального перемещения л 2отвала. Торцовые полости золотникадополнительного распределителя 4соединены с гидросистемами 9 и 10, вкоторые включен клапан 11 разгрузки,соединенный со сливной гидролинией 12,Гидронасос 13 связан с механизмами трансмиссии тягача, соединеннымис валом турбины гидротрансформатора,В гндролинию 14 сигнала управления включен дроссель 15, служащийдля преобразования сигнала подачирабочеи жидкости гидронасосом 13 всигнал давления. Выходная гидролиниядросселя 15 соединена со сливнойгидромагистралью 16, К гидролинии 14сигнала управления подключены датчик17 начала заглубления отвала, датчик 18 окончания заглубления отвала,датчик 19 сигнала управления и датчик 20 неравномерности сигнала управления. Датчик 17 соединен гидролинией 21 с гидролинией 9, датчик 18соединен гидролинией 22 с гидролинией 9 и гидролинией 23 со сливнойгидролинией 12, датчик 19 соединенгидролинией 24 с гидролинией 10,датчик 20 гидролинией 25 связан сгидролинией 10 и гидролинией 26 сосливом. Гидролинии 9 и 10 через об,ратные клапаны 27 и 28 соединены сосливной гидролинией 12. Гидронасос29 подключен к гидробаку 30 и распределителям 3 и 4,Датчики 17 и 19 по конструкцииявляются клапанами давления, выполняющими Аункции элементов сравнения,и содержат элементы настройки насоответствующую величину давления(сигнал управления).Датчики 18 и 20 по конструкцииявляются переливными клапанами,настроенными на соответствующее давление, и выполняют Аункции запоминающего устройства. Указанные датчики в гидросистеме выполняют Аункциилогического устройства.На фиг. 2 дополнительно показаны элемеНты гидросистемы при управлении процессом копания по крутящему моменту И турбинного колеса гидротрансформатора,Насосное колесо 31 гидротрансформатора соединено с валом двигателя бульдозера, турбинное колесо 32 через механические передачи связано с коле. сами тягача.Направляющий аппарат 33 гидро- трансформатора соединен с валом 341129302 4го движения бульдозера. При помощидросселя 15 сигнал расхода преобразуется в давление в гидромагистрали14, по сигналу которого осуществляетат- ся управление рабочим процессом. Надиаграмме управления (фиг. 3) значеся ниям скорости Ч поступательного движения соответствуют определенныедавления .Р жидкости перед дроссе 1 О лем 15,нс- Перед началом процесса копанияотвал 2 бульдозера находится надгрунтом, а тягач перемещается нарабочей передачеДля перехода наавтоматический режим процесса копаниять грунта осуществляется включениепривода (не показан) насоса 13, Начальный этап процесса копания соответствует точке Я диаграммы, в которойдавление РЯ в гщролинии 14 имеетнаибольшее значение вследствие больи шой скорости Ч движения бульдозерапри отсуствии сопротивления на отват- . ле. В этот момент срабатывает датчико 17 начала заглубления рабочего оргаее на. По гщролиниям 21 и 9 давлениеи), от гидролинии 14 передается к торцовой.полости золотника дополнительноа- го распределителя 4, который переме.щается вниз,С этого момента рабочая жидкостьт гидронасоса 29 подается по гидромар- гнстралям 8 и 6 в поршневые полостигидроцилиндров 1, осуществляющихе- заглубление отвала 2 в грунт. 3и кронштейном 35, соединенным сгндроцилиндром 36, в котором помещена пружина 37,.В гидромагистраль 14 включен двупозиционный распределитель 38 с обрным клапаном 39.На фиг. 3 верхняя кривая являетдиаграммой управления процессом копания грунта по скорости Ч движениябульдозера, а нижняя - по крутящемумоменту М на валу турбины гидротраформатора. Точки на диаграммах характеризуют следующие состояниярабочего процесса бульдозера:Аначало заглубления рабочегооргана в грунт, при котором скорос1движения равна максимальной начальной скорости, а момент на турбннеМЯ;В - прекращение начального эаглубления рабочего органа в грунт,когда скорость движения равна Чкрутящий момент турбинного колесаМн, которым на фиг. 1 и 2 соответсвует толщина стружки 11 - начальнного заглубления (там же Ъ - текущзначение толщины вырезаемой стружкС - начало выглубления отвана,которому соответствует заданное знчение максимальной силы сопротивления, минимальная скорость движенияЧ ; и максимальный крутящий моменМ, на валу турбины гидротрансфоматора;2 - окончание выглубления рабочго органа, которому соответствует за-данное максимальное значение силысопротивления на отвале, максимальная скорость движения Ч, и минимальный крутящий момент И ,. тур-бинного колеса гидротрансформатора; 40Р - давленйе в гидролинии 14,соответствующее скорости движения Чнли крутящему моменту М турбины гидротрансформатора.Гидросистема управления рабочимпроцессом бульдозера работает следующим образом.Регулирование сопротивления копанию по косвенному параметру - скорости движения бульдозера осуществля 50ется гидросистемой, показанной нафиг. 1.Гидронасос 13 получает привод отмеханизмов, связанных с валом турбинного колеса 32 гидротрансформатора, и поэтому его расход пропорционален угловой скорости турбинногоколеса 32 и скорости поступательноВ момент срабатывания датчика 17 срабатывает датчик 20, соединяя гидропинию 10 со сливной гидролинией 12. По мере заглубления отвала 2 увеличиваются сопротивления копанию, снижается скорость Ч и давление Р в гид- ролинии 14. Гидроэолотник распределителя 4 остается включенным, так как клапан 17 запирает гидролинию 9 до срабатывания датчика 18. Датчик 18 срабатывает при давлении Рь, осуществляя соединение гидролинии 9 через гидролинии 22 и 23 со сливной гидролинией 12. В этот момент золотник дополнительного распределителя 4 своими пружинами устанавливается в нейтральное положение, процесс заглубления отвала 2 прекращается. Таким образом, выполнено начальное эаглубление отвала 2 на толщину стружки Ъ, величину которой можно регулировать настройкой давления сра батывания датчика 18. Далее процесскопания грунта совершается при зафиксированном (неуправляемом) положении отвала 2, при этом толщина стружки 3 увеличивается и возрастает объемпризмы грунта перед отвалом 2. 5Вследствие возрастания сопротивления копанию происходит уменьшениескорости Ч движения машины и давленияР в гидролинии 14. При давлении Рс,соответствующем точке С диаграммы 10(фиг, 3), срабатывает датчик 19 сигнала управления, который соединяетгидролинию 14 через гидролинии 24и 10 с нижней торцовой полостью золотника дополнительного распределителя 4, осуществляя включение еговверх. Рабочая жидкость гидронасосом29 по гидромагистралям 7 и 5 подается в штоковые полости гидроцилиндров 1, осуществляя выглубление отвала 2.Одновременно в момент срабатывания датчика 19 срабатьвает клапан 11разгрузки, который соединяет гидролинию 9 со сливной гидролинией 12, 25обратные клапаны 27 и 28 осуществляют подпитку рабочей жидкости к торцовым полостям золотника дополнительного распределителя 4.Вследствие уменьшения толщины З 0вырезаемой стружки и сопротивлениякопанию возрастает скорость Ч движения машины и давление Р в гидролинии14. Выглублечие отвала 2 происходитдо момента срабатьвания датчика 20,который соединяет гидролинию 10 через гидролинии 25 и 26 со сливнойгидролинией 12. В этот момент золотник дополнительного распределителя4 устанавливается в нейтральное положение. Выглубление отвала 2 закон"чилось и далее процесс копания продолжается при зафиксированном неуправляемом отвале 2,Последующий процесс копания научастке РЕ диаграммы (фиг, 3) совершается аналогично процессу на участке ВС. Таким образом, предлагаемая гидро- система позволяет осуществлять до" зированное заглубление отвала 2 бульдозера на заданную величину срезаемой стружки Ь и регулировать процесс копания по скорости движения5 бульцозера в пределах скоростей Мщ и Ч, . Это позволяет независимым образом регулировать и настраивать каждый из трех указанных параметров,осуществляя оптимизациЮ процессакопания грунта.По окончании процесса копания,соответствующего максимальному объему призмы грунта перед отвалом 2,начинается процесс транспортирования грунта. Для перехода на транспортный режим работы выключается привод насоса 13 и золотник распределителя 3 устанавливается в плавающееположение,На фиг. 2 показана гидросистемауправления отвалом 2 бульдозера покрутящему моменту М турбины гидротрансформатора. Вал 34 направляющегоаппарата 33 гидротрансформатора через рычаг 35 осуществляет сжатие пружины 37 гщтроцнлиндра 36. При этомдавление Р в поршневой полости гидроцилиндра 36 и гидролинии 14 оказывается пропорциональным крутящемумоменту турбины 32 гщтротрансформатора. Диаграмма управления процессакопания, соответствующая этому случаю, показана в нижней части фиг. 3,Регулирование процесса копаниягрунта по крутящему моменту М происходит. следующим образом (фиг. 2),Для перехода на автоматическийрежим процесса копания двупозиционный распределитель 38 включается вположение, показанное на фиг. 2.Бульдозер перемещается на рабочейпередаче. При отсутствии сопротивления на отвале крутящий момент, соответствующий точке А диаграммы(фиг. 3), и давление Рд в гидромагистрали 14 минимальны (МА = О).Вследствие этого датчик 17 началазаглубления отвала соединяет гидролинию 14 через гщролинии 21 и 9 сверхней торцовой полостью золотникадополнительного распределителя 4,сосуществляя включение его вниз, Рабочая жидкость от гщронасоса 29 погидромагистралям 8 и 6 подается впоршневые полости гидроцилиндра 1,осуществляющие заглубление рабочегооргана, Одновременно при срабатывании датчика 17 переключается клапан11 разгрузки, который соединяет гидролинию 10 со сливной гидролинией 12.При заглублении отвала 2 бульдозерасопротивление копанию, крутящий момент М на валу турбины и давление Рв гидролинии 14 возрастают, Заглубление отвала происходит до моментасрабатывания датчика 18, которыйнастроен на давление Р, соответст1129302 7.вующее точке В диаграммы (фиг. 3), Датчик 18 окончания заглубления срабатывает при давлении Ра и соединяет гидролинию 9 через гидролинии 22 и 23 со сливной гидролинией 12. В этот момент золотник дополнительного распределителя 4 устанавливается в нейтральное положение, прекращая заглубление отвала 2. Таким образом, выполненб начальное заглубление отвала 2 бульдозера на толщину стружки Ь, Далее процесс копания совершается при неуправляемом отвале 2. Сопротивление копанию возрастает вследствие увеличения объема призмы грунта перед отвалом 2 и увеличения толщины стружки Ь путем самозаглубления отвала 2. Этому этапу процесса копания соответствует участок ВС диаграммы (фиг. 3). В точке С диаграммы сопротивление копанию и крутящий момент М турбины гидротрансформатора достигают максимального заданного значения. При давлении Рс в гидролинии 14 срабатывает датчик 19 сигнала управления, гидролиния 14 через гидролинии 24 и 10 соединяется с нижней торцовой полостью золотника дополнительного распределителя 4, который переключается вверх, .Рабочая жидкость от гидронасоса 29 по гидромагистралям 7 и 5 подается к штоковым полостям гидроцилиндров 1, осуществляющих вь.глубление отвала 2Одновременно при срабатывании датчика 19 датчик 18 соединяет гидролинию 9 со сливной гидролинией 12. 8При выглублении отвала 2 уменьшаются толщина стружки Ъ, сопротивле" ние копанию и крутящий момент М турбины гицротрансформатора. Этот этап процесса копания соответствует участку С 0 диаграммы процесса копания (фиг, 3). Выглубление отвала 2 приводит .к соответствующему уменьшению давления Р в гидролинии 14 и при давлении Р срабатывает датчик 20 неравномерности сигнала управле- ния. Гидролиния 10 через гидролинии 25 и 26 соединяется со сливной гидролинией 12, при этом золотник дополнительного распределителя 4 переключается пружинами в нейтральное положение, что приводит к окончанию выглубления отвала 2 бульдозера. Обратные клапаны 27 и 28 обеспечивают подпитку торцовых полостей дополнительного распределителя 4 рабочей жидкостью из гидросистемы. Обратный клапан 39 обеспечивает подпитку рабочей жидкостью гидроцилиндра 36. Далее процесс копания на участке СЭ диаграммы совершается аналогично процессу копания для участка ВС.Процесс копания грунта заканчивается после создания перед отвалом 2 максимальной призмы грунта. Для перехода на режим транспортирования грунта золотник двупозиционного распределителя 38 переключается вправо, при этом золотник распределителя 4 устанавливается в нейтральное положение, а золотник распределителя 3 устанавливается в плавающее положение.1129302 У,Р Фиг.Я ставитель хред Л.Ко ов акт Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна аз 9413/23 Тираж 643 ВНИИПИ Государственног по делам изобретении 113035, Москва, Ж, Ра, Фоминняк Корректор О. Билак Подписноекомитета СССРи открытийская наб., д. 4/5