Підйомний механізм самоскидного засобу

Реферат: Підйомний механізм самоскидного засобу містить раму, кузов шарнірно з'єднаний одною точкою з рамою, гідравлічний циліндр з вихідним штоком з'єднаний із другою точкою кузова, гідравлічний привод з краном керування і гідролініями, зв'язаний ними з гідравлічним циліндром. Гідравлічний циліндр виконаний у вигляді порожнистого корпуса у верхній частині з торцевою кришкою і установленими першим рухомим поршнем зі штоком, регулювальною гайкою і пружиною, розміщеною між ним і гайкою, в нижній частині - з торцевим нерухомим фланцем, з'єднаним з рамою. В середній частині він додатково обладнаний перетворювачем вхідних сигналів з другим і третім рухомими поршнями, зв'язаними між собою жорсткою тягою, і напрямною третього поршня, з'єднаною торцем з першим рухомим поршнем, з утворенням корпусом з нижнім нерухомим фланцем і другим рухомим поршнем нижньої гідравлічної порожнини, з першим, другим, третім поршнями і напрямною - середньої гідравлічної порожнини, а з першим, третім поршнями, напрямною і кришкою - верхньої пневматичної порожнини, постійно сполученої з атмосферою. Додатково приєднані до нерухомого фланця перший, а до корпуса другий комбіновані дозатори подачі масла в гідравлічні порожнини, виконані у вигляді зв'язаних з нерухомим фланцем і корпусом напрямних з розміщеними в них сідлом і клапаном з осьовим дроселюючим отвором з установленою між ними пружиною. З гідравлічним приводом через кран і гідролінії нижня гідравлічна порожнина сполучається через перший, а середня гідравлічна порожнина - через другий дозатор, а також через їх дроселі. Додатково установлений гідравлічний підсумовуючий механізм виконаний у вигляді третього рухомого поршня. UA 122276 U (12) UA 122276 U UA 122276 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Підйомний механізм належить до галузі машинобудування, зокрема до підйомного та підйомно-транспортного машинобудування, і може бути використаний на автомобіляхсамоскидах, тракторних самоскидних причепах, залізнодорожних платформах та інших самоскидних засобах для механізованого розвантаження їх кузовів, бункерів, платформ та інших ємностей. Відомий, найбільш близький за суттю і технічною реалізацією, підйомний механізм піднімання кузова автомобіля самоскида містить раму, важільний механізм, зв'язаний з рамою, гідравлічний циліндр з поршнем і вихідним штоком, з'єднаним з важільним механізмом, масляний насос з баком, краном керування і приводом від двигуна внутрішнього згоряння автомобіля через коробку передач і коробку відбору потужності, а також важіль ручного керування механізмом підйому [див. кн. Анохин Н.И. Отечественные автомобили. Издание 2-е, исправлен, и дополнен. - М.: Машиностроение, 1964. - С. 656-658, рис. 451 і 45]. Недоліком відомого підйомного механізму є низькі динамічні показники перехідних процесів піднімання і опускання кузова, обумовлені закладеним в них принципом керування переміщенням вихідного штока гідравлічного циліндра (ГЦ) тільки за сигналами відхилення в них тиску робочого масла, що через велику інерційність рухомих мас, викликає в кінематичних парах деталей і вузлів підйомного механізму значні зусилля, а після відриву від упору - малу швидкість його руху. Тому для запобігання руйнуванню і підвищення надійності, підйомні механізми виконують матеріалоємними, а мала швидкість підйому кузова сповільнює процес розвантаження через низьку інтенсивність зсування вантажів спричинюючи тривалі простоювання транспортних засобів. Отже, відомий підйомний механізм має низькі динамічні показники перехідних процесів, низьку надійність і довговічність. Значні простоювання розвантажувальних засобів, що приводить до недовикористання закладених в них потенціальних можливостей. Тому, з метою підвищення динамічних показників підйомного механізму, надійності і довговічності, а також ефективності використання обладнаних ними мобільних та інших самоскидних засобів, пропонується його удосконалення, суттєві ознаки якого полягають у введенні в закон керування гідроприводу корегуючих сигналів - у першій фазі перехідного процесу (підйому) пропорційного інтегралу, а в другій фазі підйому - диференціалу від змінювання тиску в ГЦ, а при розвантаженні (опусканні) навпаки. Для реалізації цього підйомний механізм виконується у вигляді порожнистого корпуса у верхній частині з торцевою кришкою і установленими першим рухомим поршнем зі штоком, регулювальною гайкою і пружиною, розміщеною між ним і гайкою, в нижній частині - з торцевим нерухомим фланцем, з'єднаним з рамою, а в середній частині він додатково обладнаний перетворювачем вхідних сигналів. Перетворювач включає другий і третій рухомі поршні, зв'язані між собою жорсткою тягою, і напрямну третього поршня, що з'єднана торцем з першим рухомим поршнем, з утворенням корпусом з нижнім нерухомим фланцем і другим рухомим поршнем нижньої гідравлічної порожнини, з першим, другим, третім поршнями і напрямною середньої гідравлічної порожнини, а з першим, другим поршнями, напрямною і кришкою верхньої пневматичної порожнини, постійно сполученої з атмосферою. Додатково приєднані до нерухомого фланця перший, а до корпуса другий комбіновані дозатори подачі масла в гідравлічні порожнини. Дозатори виконані у вигляді зв'язаних перший з нерухомим фланцем, а другий з корпусом, напрямних з розміщеними в них сідлом і клапаном з осьовим дроселюючим отвором і установленою між ними пружиною. Нижня гідравлічна порожнина з гідравлічним приводом може сполучатися через кран, гідролінії і перший дозатор, а середня гідравлічна порожнина - через другий дозатор, а також через дроселі. При цьому додатково установлений гідравлічний підсумовуючий механізм у вигляді другого рухомого поршня. При такому технічному рішенні в першій фазі підйому, коли сила інерції підйомних рухомих мас велика, через дроселюючий отвір з масляним насосом гідравлічного привода сполучається верхня гідравлічна порожнина, а нижня - безпосередньо. При цьому другий і третій рухомі поршні будуть підніматися догори, зменшуючи тиск масла у середній гідравлічній порожнині, в результаті чого перший рухомий поршень, разом з ним вихідний шток і кузов самоскидного засобу будуть підніматися пропорційно змінюванню тиску масла в ГЦ мінус піднімання, пропорційне швидкості (першій похідній) від його змінювання. Після здолання сили інерції, в другій фазі підйому і автоматичного сполучення гідравлічного привода безпосередньо із середньою гідравлічною порожниною другий і третій поршні перемістяться в протилежний бік. Завдяки цьому перший рухомий поршень, шток і кузов самоскидного засобу будуть підніматися пропорційно збільшенню тиску масла у середній гідравлічній порожнині плюс піднімання пропорційне швидкості (першій похідній) від його змінювання. При опусканні кузова другий і третій рухомі поршні будуть переміщатися в протифазах, забезпечуючи спочатку швидке, а при 1 UA 122276 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 наближенні до упора - повільне його опускання. Все це зменшить навантаження в кінематичних парах деталей підйомного механізму, підвищить його надійність і довговічність, а також ефективність використання обладнаних ним мобільних та інших самоскидних засобів за рахунок більш інтенсивного зсування вантажів при розвантаженнях і зменшення їх простоювання. На представленому кресленні схематично показано підйомний механізм самоскидного засобу. Підйомний механізм самоскидного засобу містить порожнистий гідроциліндр (ГЦ), корпус 1 якого нижньою частиною через нерухомий фланець 2 закріплений на рамі 3 самоскидного засобу, а у верхній частині установлений перший рухомий поршень 4 і жорстко закріплена кришка 5 з регулювальною на різьбі гайкою 6, крізь яку проходить вихідний шток 7, нижній кінець якого з'єднаний з поршнем 4, а верхній кінець - з кузовом 8 самоскидного засобу. Між гайкою 6 і поршнем 4 розміщена пружина 9. В середній частині корпуса 1 установлені перетворювач вхідних сигналів і гідравлічний підсумовуючий механізм, перший з яких включає другий 10 і третій 11 рухомі поршні, з'єднані між собою жорсткою тягою 12, із них поршень 11 переміщується в циліндричній напрямній 13, зв'язаній торцем з першим рухомим поршнем 4. Корпус 1 з нерухомим фланцем 2 і рухомим поршнем 10 утворюють нижню гідравлічну порожнину "А", з поршнями 4,10,11 і напрямною 13 - середню порожнину "В", а з поршнями 4,11, напрямною 13 і кришкою 5 - верхню пневматичну порожнину "С", яка через отвори в поршні 4 і кришці 5 постійно сполучена з атмосферою. Верхній кінець штока 7 з'єднаний із середньою точкою кузова 8, один бік якого шарніром 14 зв'язаний з рамою 3, а другий бік установлений на упорі 15. Порожнина "А" з гідравлічним приводом сполучається через гідролінії 16,17 і перший дозатор 18, що містить напрямну 19, жорстко зв'язану з нерухомим фланцем 2, з розміщеними в ній клапаном 20, пружиною 21 і сідлом 22 клапана. Порожнина "В" з гідравлічним приводом сполучається через гідролінії 16,23 і другий дозатор 24, який включає напрямну 25, жорстко зв'язану із середньою частиною корпусу 1, а також установлені в ній клапан 26, пружина 27 і сідло 28 клапана. В клапанах 20, 26 дозаторів 18, 24 виконані осьові, рівні перепускним перерізам, дроселюючі отвори 29, 30. Гідравлічний привод 31 підйомного механізму містить бак 32 для масла, сполучений гідролініями 33, 34, 35 з краном 36 ручного керування, масляний насос 37 і обвідну гідролінію 38 з перепускним клапаном 39. Перший дозатор 18 формує складову вихідного сигналу, пропорційну інтегралу вхідного сигналу, тому його перепускний отвір в неробочому стані постійно відкритий, а другий дозатор 24, формує складову вихідного сигналу, пропорційну першій похідній від вхідного сигналу, тому його перепускний отвір в неробочому стані постійно закритий. Спрацювання стисненого повітря з порожнини "С" в атмосферу здійснюється через перепускні отвори в першому рухомому поршні 4 і кришці 5. Працює підйомний механізм наступним чином. Перед підніманням кузова 8 клапан 26 другого дозатора 24 під дією пружини 27 закритий, а клапан 20 першого дозатора 18 від дії пружини 21 відкритий. На початку в першій фазі підйому, після включення крана керування 36 масло від насоса 37 через гідролінії 16,17, осьовий отвір (дросель) 29 і відкритий клапан 20 буде надходити в порожнину "А" безпосередньо, а через гідролінії 16,23 і осьовий отвір (дросель) 30 при закритому клапані 26 - в порожнину "В". Однак, через надходження масла в порожнину "В" тільки дроселем 30 дозатора 24, тиск в ній наростатиме повільніше, ніж в порожнині "А", в яку масло надходить як через дросель 29, так і отвір відкритий клапаном 20. В результаті другий поршень 10 переміститься догори і через жорстку тягу 12 за собою перемістить третій поршень 11 перетворювача, створюючи додаткове зменшення приросту тиску масла в порожнині "В", внаслідок чого перший рухомий поршень 4 і зв'язаний з ним вихідний шток 7, а також середня точка кузова 8 самоскидного засобу одержить додаткове зменшення переміщення. Отже, в першій фазі піднімання, коли сили інерції рухомих мас великі, має місце віднімання двох переміщень, тобто результативне переміщення кузова 8 буде складатися із першого переміщення, обумовленого змінюванням тиску масла в напірних порожнинах "А", "В" мінус друге переміщення, обумовлене швидкістю (першою похідною) його змінювання. В кінці першої фази піднімання кузова 8, після здолання сил інерції рухомих мас, перепускний отвір першого дозатора 18 клапаном 20 закривається, а перепускний отвір другого дозатора 24, що закритий клапаном 26, відкривається, внаслідок чого перетворювач вхідних сигналів на початку другої фази автоматично переводиться із режиму віднімання переміщення, пропорційного першій похідній від змінювання тиску масла в порожнинах "А","В", в режим 2 UA 122276 U 5 10 15 20 25 додавання, забезпечуючи повільніше наростання тиску масла в порожнині "А", ніж в порожнині "В". В результаті другий рухомий поршень 10 буде переміщатися донизу і через жорстку тягу 12 за собою переміщатиме третій поршень 11 перетворювача вхідних сигналів, створюючи додаткове збільшення приросту тиску масла в порожнині "В", внаслідок чого перший рухомий поршень 4 і вихідний шток 7, а також середня точка кузова 8 самоскидного засобу одержить додаткове збільшення переміщення. Отже, в другій фазі піднімання, коли сили інерції рухомих мас зменшені, два вихідні переміщення додаються і результативне переміщення кузова 8 вже буде складатися також із першого переміщення, обумовленого змінюванням тиску масла в порожнинах "А", "В" плюс друге переміщення, обумовлене швидкістю (першою похідною) його змінювання. Для опускання кузова 8 самоскидного засобу переключається кран керування 36 і запропонований підйомний механізм буде працювати аналогічно, але лише з тією різницею, що вихідні переміщення його рухомих деталей будуть направлені вже в протилежний бік. В цьому випадку гідравлічний привод автоматично забезпечить спочатку швидке, а при наближенні до упора 15 сповільнене опускання кузова 8. Величина складової переміщення кузова пропорційна швидкості (першій похідній) від змінювання тиску масла в порожнинах "А","В" як в першій, так і другій фазі його піднімання і опускання, може змінюватися за рахунок величин перерізів перепускних отворів 29, 30 першого і другого дозаторів. Таким чином, запропонований підйомний механізм самоскидного засобу покращує динаміку і забезпечує оптимальний характер процесів піднімання і опускання кузова відносно його рами. Використання запропонованого підйомного механізму, в порівнянні з уже відомим, дасть можливість: - покращити динамічні показники процесів піднімання і опускання кузова, зменшуючи цим самим сили інерції рухомих мас і в результаті підвищити надійність і довговічність підйомного механізму при зменшенні його матеріалоємності; - в другій фазі піднімання інтенсифікувати зсування з кузова вантажів, зменшити простої при розвантаженнях і за рахунок цього підвищити ефективність використання самоскидних засобів; - розширити область застосування підйомного механізму. 30 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 45 50 Підйомний механізм самоскидного засобу, що містить раму, кузов шарнірно з'єднаний одною точкою з рамою, гідравлічний циліндр з вихідним штоком з'єднаний із другою точкою кузова, гідравлічний привод з краном керування і гідролініями, зв'язаний ними з гідравлічним циліндром, який відрізняється тим, що в ньому гідравлічний циліндр виконаний у вигляді порожнистого корпуса у верхній частині з торцевою кришкою і установленими першим рухомим поршнем зі штоком, регулювальною гайкою і пружиною, розміщеною між ним і гайкою, в нижній частині - з торцевим нерухомим фланцем, з'єднаним з рамою, а в середній частині він додатково обладнаний перетворювачем вхідних сигналів з другим і третім рухомими поршнями, зв'язаними між собою жорсткою тягою, і напрямною третього поршня, з'єднаною торцем з першим рухомим поршнем, з утворенням корпусом з нижнім нерухомим фланцем і другим рухомим поршнем нижньої гідравлічної порожнини, з першим, другим, третім поршнями і напрямною - середньої гідравлічної порожнини, а з першим, третім поршнями, напрямною і кришкою - верхньої пневматичної порожнини, постійно сполученої з атмосферою, а також додатково приєднані до нерухомого фланця перший, а до корпуса другий комбіновані дозатори подачі масла в гідравлічні порожнини, виконані у вигляді зв'язаних з нерухомим фланцем і корпусом напрямних з розміщеними в них сідлом і клапаном з осьовим дроселюючим отвором з установленою між ними пружиною, причому з гідравлічним приводом через кран і гідролінії нижня гідравлічна порожнина може сполучатися через перший, а середня гідравлічна порожнина - через другий дозатор, а також через їх дроселі, при цьому додатково установлений гідравлічний підсумовуючий механізм виконаний у вигляді третього рухомого поршня. 3 UA 122276 U Комп’ютерна верстка М. Мацело Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4