Одноковшовые полноповоротные экскаваторы третьей и четвертой размерных групп

Рассмотрим состав более сложной гидравлической схе­мы, например, полноповоротного экскаватора с объем­ным приводом рабочего оборудования и гусеничного хода. На рис. 5 представлена упрощенная гидравлическая схе­ма экскаватора четвертой размерной группы с гусенич­ным движителем. Вначале целесообразно составить такую схему с указанием основных связей между насосами и гидродвигателями. А затем введением в схему дополни­тельных гидроаппаратов и подробной расшифровки распределителей вычертить окончательный вариант принци­пиальной гидравлической схемы.

Рис. 5. Упрощенная гидравлическая схема экскаватора третьей и четвертой размерной групп

В полноповоротном универсальном экскаваторе для обеспечения движения рабочего оборудования, платфор­мы и хода машины гидросистема должна иметь семь гидродвигателей: два гидромотора хода, гидромотор поворо­та платформы: гидроцилиндры привода ковша и рукояти, два спаренных гидроцилиндра стрелы. При таком коли­честве гидрод вигатслей целесообразно применить двухпо-точную гидросистему с двумя насосами и распределите­лями. Это позволит уменьшить диаметр трубопроводов, выполнить оптимальную разводку гидросистемы и совмес­тить технологические операции, а также объединить по­токи жидкости двух насосов и направить их к одному гид-родвигатслю.

Гидропривод экскаватора эксплуатируется в режиме с большим количеством включений и широким спектром нагрузок, поэтому целесообразно выбрать регулируемый сдвоенный аксиально-поршневой насос. В результате уменьшается мощность привода и снижаются потери энер­гии на дросселирование и нагрев рабочей жидкости. Кроме того, применение регулируемых насосов дает возмож­ность сократить время цикла за счет ускоренного движе­ния штоков на холостом ходу, а также при разработке лег­ких песчаных грунтов.

Как уже указывалось выше, при составлении развет­вленных схем с несколькими гидроцвигатслями следует учитывать:

— возможность совмещения движения рабочих орга­нов машины, например, поворот платформы и движение стрелы и т. д.;

— независимость работы гидродвигателей;

— использование всего силового потока жидкости от двух насосов для привода каждого из гид род вигатслей.

Гидравлическая схема полноповоротного экскаватора на гусеничном ходу (рис. 6) состоит из гидробака 1, регу­лируемого сдвоенного насоса 2, распределителей 3 и 4, пщромоторов привода хода 5 и 6, гидромотора поворота платформы 7, гидроцилиндров рукояти 8, стрелы 9 и 10, ковша 11.

Распределительные устройства образуют две группы гидродвигателей: первая питается от одного потока (гид­ромоторы 5 и 7, гидроцилиндр 8), а вторая — от одного или двух потоков при нейтральном положении золотни­ков распределителя 3. Использование двух силовых пото­ков одновременно увеличивает скорость гидроцилиндров привода ковша и стрелы и сокращает длительность цикла. Для увеличения скорости передвижения экскаватора и равномерной загрузки насосов гидромоторы хода подклю­чаются к разным силовым потокам.

На трубопроводах гидромоторов установлены блоки подпиточных клапанов 12, которые позволяют избежать кавиташюнного режима работы, например, при движе­нии экскаватора под уклон или торможении поворотной платформы. При недостаточной подаче жидкости или пре­кращении подачи ее в напорную линию гидромотора че­рез подпиточный клапан жидкость подсасывается из слив­ной линии.

В линии штоковых полостей гидроцилиндров рукояти и стрелы расположены вторичные предохранительные клапаны 13. которые исключают перегрузки в системе при нейтральном положении золотников управления. В ли­нии поршневых полостей гидроцилиндров стрелы уста­новлен дроссель с обратным клапаном 14, предназначен­ный для ограничения скорости опускания стрелы. Измерение давления в напорной и сливной линиях осущес­твляется манометрами 15. Фильтры 16 предназначены для очистки рабочей жидкости от механических примесей, а перепускной клапан 17 предохраняет сливную линию от разрушении и избыточного давления при загрязнении фильтроэлсментов. Для контроля за температурой приме­нен термодатчик 18.

В гидросистемах с тяжелым режимом работы рекомен­дуется устанавливать теплообменник L9 для подогрева жидкости в холодное время года и охлаждения ее в лет­ний период. Краном 20 выключают теплообменник, когда температура жидкости становится оптимальной.

На рис. 7 представлена принципиальная гидравличес­кая схема полноповоротного гусеничного экскаватора чет­вертой размерной группы ЭО-4121. Гидропривод экска­ватора состоит из сдвоенного насоса 1 (секция А и Б), который подаст потоки жидкости из гицробака 2 к гидро­распределителям 3 и 4. В опорных секциях 5 распредели­телей размешены первичные предохранительные клапа­ны и обратные клапаны. Золотники 6, 7 и 8 распределите­ля 3 управляют соответственно гидромотором 16 привода левой гусеницы, гидромотором 17 поворота платформы, гидроцилиндром 18 открывания днища ковша (при пря­мой лопате) или поворота грейфера при использовании последнего в качестве сменного оборудования. Кроме того, золотник 8 управляет гидроцилиндрами 20 или 21 пово­рота рукояти погрузчика при соответствующей переналадке рабочего оборудования. Этими же гидроцилиндрами уп­равляет и золотник 10, объединяя потоки жидкости двух секций насоса и увеличивая скорость выполнения опера­ций. Золотник 9 распределителя 4 управляет спаренными гидроцилиндрами 22 подъема-опускания стрелы экскава­тора. Причем эта секция стыкуется с золотником 14, ко­торый обеспечивает опускание стрелы под действием со­бственного веса (при нейтральном положении золотника 9).

Между рабочими секциями 9 и 10 установлена проме­жуточная секция 13, которая предназначена для совме­щения рабочих операций — подъема стрелы и поворота рукояти или ковша. При совмещении операций рабочая жидкость из штоковых полостей гидроцилиндров 22 стре­лы поступает в гидроцилиндр 21 рукояти погрузчика или гидроцилиндр 23 ковша обратной лопаты. Золотник 10, как уже указывалось выше, управляет гидроцилиндром 20 поворота рукояти обратной лопаты или гидроцилиндром 21 поворота рукояти погрузчика. Золот­ник 11 управляет гидроцилиндром 23 поворота ковша об­ратной лопаты или (в зависимости от сменного оборудо­вания) гидроцилиндром поворота ковша прямой лопаты с поворотным ковшом или гидроцилиндром грейфера, а также гидроцилиндром 24 поворота ковша погрузчика. Золотник 12 управляет гидромотором 25 хода правой гу­сеницы. Как и левый гидромотор 16, он соединен с рас­пределителем через центральный коллектор 15.

Если золотники 6, 7 и 8 распределителя 3 не включе­ны, то весь поток от секции А насоса 1 поступает через обратный клапан 26 к распределителю 4. В этом случае золотники распределителя 4 направляют объединен­ный поток жидкости к соответствующим гидродвнгателям. Происходит ускоренное движение гндродвигателей. Предохранительные клапаны в напорных секциях пред­охраняют насос от перегрузок. Вторичные предохранитсльные клапаны 27, 28 и 29, пристыкованные к рабочим секциям распределителей, предназначены для разгрузки гидроприводов при пиковых давлениях в период разгона или торможения. Предохранительные клапаны 19 уста­навливаются при рабочем оборудовании грейфера и слу­жат для предотвращения перегрузок в обоих гидролиниях и выполнения плавного поворота грейфера.

Предохранительные клапаны 30 и 31 разгружают полости гидроцилиндров, трубопроводы и распределите­ли от чрезмерных реактивных давлений в запертых по­лостях гидроцилиндров, возникающих при качании ков­шом. При оборудовании экскаватора обратной лопатой клапан 30 предохраняет штоковую полость гидроцилиндров 22 стрелы, а клапаны 31 поршневую полость гидроци­линдра 21 рукояти погрузчика. При установке сменного погрузочного оборудования клапан 31 защищает штоко­вую полость гидроцилиндра 24 поворота ковша, а при ус­тановке оборудования прямая лопата защищает поршне­вую полость гидроцилиндров рукояти прямой лопаты и прямой лопаты с поворотным ковшом.

Обратные клапаны 32 предназначены для исключения кавитационного режима работы гидроцилиндров (для вы­полнения утечек рабочей жидкости) при срабатывании предохранительных клапанов 30 и 31, а также исключе­ния кавитации в гидромоторах 16, 17 и 25 при срабатыва­нии предохранительных клапанов 27, 28 и 29.

Между распределителями 3 и 4 размешен обратный клапан 26, который исключает поток жидкости из секции Б насоса 1 в сливную секцию распределителя 3, но обес­печивает суммирование потоков обеих секций насоса в распределителе 4 при нейтральном положении всех зо­лотников распределителя 3.

На выходе из сливных секций распределителей потоки жидкости объединяются и поступают в теплообменник 33 с переливным клапаном 34, который срабатывает при по­вышении сопротивления потоку жидкости в теплообмен­нике при низких температурах. После теплообменника поток жидкости поступает к параллельно установленным линейным фильтрам 35.

Для управления тормозами механизмов хода и поворо­та платформы служат гидрозамыкатсли 36, которые сра­батывают при включении кранов 37 с фиксаторами. По­ток жидкости для гидрозамыкателей обеспечивает вспо­могательный гидронасос 38, установленный на двигате­ле внутреннего сгорания. Насос 38 имеет автономный предохранительный клапан 39.

Заправка и дозаправка гидросистемы экскаватора рабочей жидкостью осуществляется вспомогательным насосом 40, который через фильтр 41 подаст в гидробак требуемый объем жидкости.

В кабине оператора размещены манометры 42, кото­рые при включении вентилей 43 показывают давление жидкости в двух напорных, сливной и вспомогательной гидролиниях.

На рис. 8 приведена принципиальная гидравлическая схема одноковшового экскаватора третьей размерной группы на пневмоколесном ходу. Данная схема близка к предыдущей (рис. 7), применяемой в экскаваторах с гусе­ничным движителем.

Основные отличия заключаются в том, что в этой схеме для привода механизма хода ис­пользуется один гидромотор, пристыкованный к дифференциалъному механизму и через него передающий крутя­щий момент на задние спаренные колеса. Кроме того, в этом экскаваторе применена дополнительная вспомога­тельная система рулевого управления с приводом от вспо­могательного насоса.

Гидропривод экскаватора на пневмоколесном ходу со­держит основной сдвоенный регулируемый насос 1 (сек­ции А и Б), который подаст поток жидкости из гидробака 2 к секционным распределителям 3 и 4, имеющим соответственно три и четыре рабочие секции. В напорных сек­циях распределителей размещены первичные предохра­нительные и обратные клапаны. Золотник 5 управляет гндромотором 12 поворота платформы экскаватора, а золотник 7 — гидроцилиндром 13 поворота рукояти. При­чем к корпусам обоих золотников пристыкованы клапан­ные блоки 14 и 15 с вторичными предохранительными и обратными клапанами. Выходы золотника 6 заглушены, он может быть использован в дополнительном сменном оборудовании. Как видно из схемы, на гидроцилиндр 13 поворота рукояти может быть одновременно направлен поток жидкости от золотника П. Это сделано для увели­чения скорости поворота рукояти, что позволяет сокра­тить время цикла и повысить производительность экска­ватора.

При нейтральном положении золотников распредели­теля 3 весь поток жидкости от секции А поступает в рас­пределитель 4 и объединяется с потоком жидкости сек­ции Б. В этом случае объединенный поток жидкости мо­жет быть направлен в гидромотор 16 механизма передви­жения, спаренные гидроцилиндры 17 подъема-опускания стрелы или гидроцилиндр 18 поворота ковша. Кроме того, при выключенных золотниках 8, 9 и 10 объединенный поток жидкости золотником И может быть направлен в гидроцилиндр 13 поворота рукояти. Объединение пото­ков жидкости от двух секций насоса, как уже указывалось выше, предусмотрено для повышения скорости выполне­ния рабочих операций и в конечном итоге для повыше­ния производительности экскаватора.

К золотникам 8 и 9 распределителя 4 пристыкованы блоки 19 и 20 вторичных предохранительных и обратных клапанов, которые исключают перегрузки в гидроцилин­драх 17 стрелы и гидромоторе 16 механизма хода экскава­тора. Обратные клапаны исключают кавитацию в гидрод­вигателях при движении машины под уклон, буксирова­нии или быстром опускании стрелы.

В экскаваторах на пневмоколесном ходу используется рулевое управление следящего типа. Для этой цели при­меняется автономная гидросистема, содержащая нерегу­лируемый насос 21, предохранительный клапан 22, рас­пределитель 23, золотник 24 следящего типа, гидроцилиндр 25 поворота грейфера, гидроцилиндр рулевого управле­ния 26, гидроцилиндры 27 обратной связи. При повороте рулевого колеса золотник 24 следящего типа перемешается в одно из крайних положений (в зависимости от на­правления поворота рулевого колеса), при этом жидкость подается в одну из полостей гидроцилиндра рулевого уп­равления, связанного с рулевой трапецией. Последователь­но с гидроцилиндром 18 соединены гидроцилиндры 27 обратной связи, которые осуществляют обратную связь между рулевым колесом и управляемыми колесами экска­ватора. Таким образом, поворотом рулевого колеса изме­няется угол поворота передних колес и осуществляется разворот экскаватора.

На сливной линии гидросистемы последовательно соединены кран 28, масляный радиатор 29, фильтр 30 с переливным клапаном. Краном 28 поток жидкости при необходимости может быть направлен в масляный радиа­тор 29 и от него через фильтр 30 в гидробак 2 или непос­редственно к фильтру 30. За счет прохода жидкости через обдуваемый масляный радиатор (калорифер) осуществля­ется охлаждение рабочей жидкости.

Для измерения давления в напорной и сливной гидро­линиях установлены манометры 31 и 32. Измерение тем­пературы осуществляется термодатчиком 33, приемник 34 которого размещен в гидробаке.

Дозаправка и заправка гидросистемы производится руч­ным насосом 35, подающим жидкость через фильтр 36 из специального заправщика.

Следует отметить, что в России и странах СНГ экска­ваторы третьей и четвертой размерных групп выпускают­ся в нескольких модификациях. Гидравлические схемы этих машин различаются между собой, однако в основном со­держат одно и тоже гидрооборудование (насосы, распре­делители, гидромоторы, гидроцилиндры и др.). В данной книге приведены гидравлические схемы экскаваторов, выпускаемых серийно Ковровским, Тверским и Санкт-Петербургским экскаваторными заводами, которые пери­одически модернизируют гидропривод.