Гідравлічний привід робочого органа екскаватора

1. Гідравлічний привід робочого органа екскаватора, що включає силовий циліндр з поршнем, виконаним в формі двох дисків, і штоком та систему гідроліній для підводу робочої рідини в порожнини циліндра, який відрізняється тим, що на фронтальній торцевій поверхні кожного диска закріплено втулку, зовнішня поверхня якої утво рена двома зрізаними конусами, з'єднаними між собою більшими основами, причому втулка має радіальні отвори, виконані в зоні прилягання до торцевої поверхні. 2. Гідравлічний привід робочого органа екскаватора по п.1, який відрізняється тим, що кут нахилу бокової поверхні зрізаних конусів задано в межах кута гідродинамічного тертя робочої рідини і розраховується по формулі: α=к×φ, град., де α - кут нахилу конусної поверхні дисків, град., φ- кут гідродинамічного тертя робочої рідини, град., к - масштабний коефіцієнт. Зоя (13) 40871 (11) UA Таке перекошення елементів циліндру приводить до підвищення необхідних зусиль при роботі гідроприводу і прискореного зношування елементів пари тертя. Також відомий гідравлічний привід робочого органа екскаватора, який включає силовий гідроциліндр з розміщеними в ньому поршнем і штоком, та систему гідроліній для підводу робочої рідини в порожнини циліндра. Поршень виконано у вигляді двох дисків, посажених на шток з можливістю осьового переміщення. Це дає можливість поршень виконати збільшеної довжини (див. а.с.№ 1418517 по кл. F 15 В 15/22). По сукупності суттєвих ознак даний гідропривід найбільш близький до заявленого і може бути прийнятим за прототип. Недоліком прототипу є те, що хоча таке виконання поршня покращує роботу циліндра, так як перекошування штока з поршнем зменшується, але ті зазори, які залишаються між поверхнею циліндра і поршня все ж приводять до перекосу елементів циліндра. Зменшення ж зазорів приводить до підвищення тертя, що погіршує силові характеристики роботи приводу. В основу винаходу покладена задача покращення силових характеристик роботи гідроприводу. Ця задача вирішена за рахунок технічного результату, який полягає в тому, що в заявленому циліндрі перекошення штока і поршня виключено, так як поршень сам постійно відцентровується відносно стінок циліндру, Для досягнення цього технічного результату в гідроприводі робочого органа екскаватора, що включає силовий циліндр з поршнем, виконаним в формі двох дисків, і штоком та систему гідроліній для підводу робочої рідини в порожнини циліндра, на фронтальній торцевій поверхні кожного диска закріплено втулку, зовнішня поверхня, якої утворена двома зрізаними конусами, з'єднаними між собою більшими основами, причому втулка має радіальні отвори, виконані в зоні прилягання до (19) Винахід відноситься до галузі машинобудування і може бути використаний при розробці гідрофікованих машин, в яких є необхідність розширення функціонального діапазону. Відомий гідравлічний привід стріли екскаватора, який включає циліндр з поршнем та штоком і систему гідроліній, яка підводить робочу рідину в порожнину циліндру. Циліндр має значну довжину і тому при створенні зусилля копання при подачі стріли на забій на шток циліндру діє бокова сила, яка приводить до перекошення штоку з поршнем відносно осі циліндру (див, наприклад, екскаватор Н 255 S фірми "Демаг", каталог фірми). А ____________________ 40871 13, зовнішня поверхня якої утворена двома зрізаними конусами 14 і 15, з'єднаними між собою більшими основами, причому втулка має радіальні отвори 16, виконані в зоні прилягання до торцевої поверхні. Бокова поверхня конусів 14 і 15 нахилена відносно внутрішньої поверхні циліндра на кут a, який задається в межах гідродинамічного тертя робочої рідини і розраховується по формулі: α=к×φ , де a- кут нахилу конусної поверхні дисків, град; j- кут гідродинамічного тертя робочої рідини, град.; к - масштабний коефіцієнт. В диску 6 виконано канали 17, які сполучені з канавками 18, виконаними на поверхні гільзи 8. Циліндр 1 має кришку 19 з отвором для штока 5. Робоча рідина в циліндрі подається і відводиться через штуцери 20 і 21 з допомогою гідроліній 22. Заявлений гідравлічний привід діє так. Для висування штока і створення зусилля тиску на ковші в циліндр 1 через штуцер 20 і гідролінію 22 в поршневу порожнину подається робоча рідина, яка тисне на диск 6. Під тиском рідина попадає в кільцеву клинову щілину, утворену внутрішньою поверхнею циліндру 1 і боковою поверхнею конусу 11 і 12. Робоча рідина також проходить через канали 17 і заповнює порожнину між дисками 6, Далі вона попадає в кільцеву клинову щілину другої половини втулки 11 через отвори 13. Таким чином, навколо втулки 11 крайнього диск діють два масляних клина, які утримують крайній диск поршня в підвішеному стані. Так як тиск в масляних клинах по всіх напрямках рівномірний, то автоматично проводиться центрування поршня відносно стінок циліндра 1. Таке центрування зберігається на протязі всього шляху поршня при прямому ході. При зворотному ході робоча рідина попадає в кільцеву клинову щілину диск 7 і також утворюється масляний клин завдяки тому, що кут нахилу поверхні диску і кут гідродинамічного тертя мають рівні значення здійснюється "намазування" на стінки циліндру шару робочої рідини. Диск 6 переміщається в середовищі робочої рідини і його втулка 11 утворює масляний клин і центрує поршень в циліндрі. При переміщенні поршня 4 в напрямі висування штоку гребінь втулки 13, утворений сполученням конусів 14 і 15 стискує робочу рідину в кільцевій клиновій порожнині. Так як цей тиск зростає при переміщенні диска, то лишки рідини виходять через отвори 16. Така ж картина повторюється на диску 7, коли йде втягування штоку. Завдяки цьому кожний диск перебуває в рівних умовах по тиску рідини і здійснюється автоматичне центрування поршня. Таке центрування поршня, крім виключення перекошування також зменшує тертя взаємодіючих поверхонь поршня і циліндра. торцевої поверхні, а кут нахилу бокової поверхні зрізаних конусів задано в межах кута гідродинамічного тертя робочої рідини і розраховується по формулі: α=к×φ, град., де a- кут нахилу конусної поверхні дисків, град; j- кут гідродинамічного тертя робочої рідини, град. к - масштабний коефіцієнт. Між відмінними ознаками винаходу і технічним результатом є причинно-наслідковий зв'язок. Тільки завдяки тому, що на фронтальній торцевій поверхні кожного диску закріплено втулку, зовнішня поверхня якої утворена двома зрізаними конусами, з'єднаними між собою більшими основами, і тому що, втулка має радіальні отвори, виконані в зоні прилягання до торцевої поверхні, а також тому що, кут нахилу бокової поверхні зрізаних конусів задано в межах кута гідродинамічного тертя робочої рідини, який розраховується по формулі: α=к×φ, град., у поршня створюється можливість центрування відносно циліндру за рахунок гідравлічного кільцевого клину, який утворюється при переміщенні поршня вздовж циліндра. Все це разом виключає перекошування поршня та штока в циліндрі, що дає можливість покращити силові характеристики роботи гідроприводу, Такий технічний результат не можна одержати, якщо з наведеної сукупності ознак виключити будь-яку. Заявлене рішення не відомо із рівня техніки, що дає змогу зробити висновок, що воно є новим. Заявлене рішення має винахідницький рівень тому, що воно явним чином не випливає для спеціаліста із рівня техніки. Винахід є промислово-придатним тому, що на АО "НКМЗ" розроблено ескізний проект гідравлічного екскаватора ЕГ-10Н, в якому застосовано заявлений гідравлічний привід (кресленик 2054Г5), Суть винаходу пояснюється кресленнями, де: На фіг.1 показано загальна схема гідравлічного приводу робочого органа ескаватора. На фіг.2 показано поздовжній переріз А-А силового гідроциліндру. На фіг. З показано місце Б, літерами обозначено: a- кут нахилу бокової поверхні зрізаних конусів дисків поршня; d - діаметр поршня циліндра внутрішній, мм; b - висота диска поршня, мм; In- загальна довжина поршня, мм. Гідравлічний привід робочого органа екскаватора (див. фіг 1) включає силовий циліндр 1, закріплений на стрілі 2 та рукояті З екскаватора. Силовий циліндр 1 має поршень 4 та шток 5. Поршень 4 виконано в формі двох дисків 6 і 7, які установлені на шток 5 з допомогою гільзи 8 з можливістю руху в осьовому напрямі. Шлях руху обмежено за допомогою буртів 9,10 та гайки 11. Диски 6 і 7 установлені на певній відстані один від одного так, що загальна довжина поршня становить In, коли диски розходяться в різні боки. Кожен диск має циліндрічну частину 12, на її фронтальній торцевій поверхні закріплено втулку Зменшення тертя підвищує коефіцієнт корисної дії приводу, зменшує енерговитрати. Все це дає змогу покращити силові характеристики гідроприводу. Рухомість дисків 6 і 7 по гільзі 8 дає змогу забезпечити плавність роботи циліндра в крайніх зонах находження поршня. Все це виключає динамічні удари при роботі екскаватора, що підвищує довговічність робочого органу. 2 40871 Фіг. 1 Фіг. 2 Фіг. 3 Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122) 3 – 72 – 89 (03122) 2 – 57 – 03 3 40871 4