Одноковшовые полноповоротные экскаваторы пятой и шестой размерных групп

Эти машины выпускаются Воронежским экскаваторным заводом (основные модели ЭО-5124, ЭО-6122А и ряд их модификаций). В отличие от гидравлических схем экскаваторов третьей и четвертой размерных групп, в большинстве которых применяется ручное управление, в гидроприводах экска­ваторов пятой и шестой размерных групп используется гидравлическое переключение золотников основных рас­пределителей. Применение гидравлического управления обусловлено тем, что на перемещение золотников боль­шого диаметра на рукоятках и педалях оператора возни­кают значительные силы, на преодоление которых требу­ется большая физическая сила. Если учесть, что за смену оператору приходится до восьми тысяч раз переключать рычаги и педали распределителей (все это выполняется в условиях вибрации машины и запыленности воздуха), то забота конструкторов о его условиях труда не покажется лишней. Применение гидравлического управления услож­няет гидравлическую схему экскаватора, но позволяет ре­шить большинство вышеуказанных проблем.

Экскаваторы пятой и шестой размерных групп имеют производительность в 2—2,5 раза выше, а удельную энер­гоемкость на 15—25% ниже, чем экскаваторы четвертой размерной группы, поэтому используются при выполне­нии больших объемов работы на одном участке. Отличи­тельной особенностью экскаваторов пятой и шестой раз­мерных групп является то, что первый из них имеет ди­зельный двигатель ЯМЗ-238Г для привода насосов, а вто­рой два электрических двигателя мощностью по 75 кВт каждый и подключается специальным кабелем к сети пе­ременного тока напряжением 380 вольт. Гидросистемы этих экскаваторов аналогичны и различаются только на­сосной установкой. В гидросистеме экскаватора ЭО-5124 и его модификациях используются два регулируемых однопоточных насоса, а в гидросистеме экскаватора ЭО-6122 четыре основных насоса, два из которых регулируемы и два нерегулируемы.

На рис. 9 приведена принципиальная гидравлическая схема экскаваторов пятой размерной группы [2]. Гидроп­ривод экскаватора содержит два основных регулируемых насоса 1 и 2 типа 311.224, нерегулируемый насос системы управления (схема управления на чертеже не показана), вспомогательный насос 23 заправки и дозаправки гидро­системы. Регулируемые насосы 1 и 2 обеспечивают раз­дельное автоматическое регулирование потока жидкости в диапазоне рабочего давления от 25 до 32 М Па при постоянной мощности. Благодаря независимому регулирова­нию потоков жидкости достигается более рациональное, чем при суммарном регулировании (в экскаваторах третьей и четвертой размерных групп), использование мощности привода.

Для управления гидроприводами используются два мо­ноблочных

распределителя 3 и 4 с закрытым центром. Отличительной особенностью их является система блоки­рованного сервоуправления, которая обеспечивает однов­ременное подключение к напорной линии каждого насо­са только одного потребителя, т. е. независимое питание любых двух гидродвигателей или суммарное питание од­ного из гидроцилиндров. Только гидромоторы хода 7 и 8 имеют независимое сервоуправление распределительных золотников.

К корпусам распределителей прикреплены специаль­ные блоки, включающие в себя два предохранительных 9 и два подпиточных 10 клапана. Предохранительные кла­паны 9 предназначены для ограничения давления в гид­родвигателях, возникающего в результате действия реак­тивной силы или инерционной нагрузки, а подпиточные клапаны 10 — для восполнения объемных потерь жидкос­ти и предотвращения кавитации в полостях гидромотора. Обратные клапаны 5 и 6 устанавливаются для исключе­ния противопотока рабочей жидкости из гидроцилиндров в период включения золотника.

Параллельно с распределителями и насосами соеди­нен дроссельно-клапанный блок 11, в котором смонтиро­ваны предохранительные клапаны и управляемые дроссе­ли.

Предохранительные клапаны предназначены для ог­раничения давления жидкости в напорных линиях насо­сов. Дроссели сбрасывают часть потока жидкости в слив­ную линию при параллельном включении насосов.

Предохранительные клапаны предназначены для ог­раничения давления жидкости в напорных линиях насо­сов. Дроссели сбрасывают часть потока жидкости в слив­ную линию при параллельном включении насосов.

Поворот платформы осуществляется гидромотором 12. В качестве гидромоторов хода и поворота платформы в экскаваторе ЭО-5124 используются аксиально-поршневые нерегулируемые гидромоторы 310.112. Для привода рабо­чего оборудования применены спаренные гидроцилинд­ры стрелы 13, рукояти 14 и гидроцилиндр ковша 15. В гидроцилиндрах рукояти и ковша предусмотрено гидрав­лическое торможение (демпфирование) в крайних пол­ожениях поршня. В сливной линии установлен фильтр 16 с переливным клапаном 17 и двухпозиционный золотник 18, который предназначен для включения масляного ра­диатора (теплообменника) 19. В напорных линиях насо­сов и сливной линии устанавливаются манометры 20, а в баке 21 термодатчик, указатель 22 которого находится в кабине экскаватора. Гусеничный ход приводится в дейст­вие гидромоторами 7 и 8, каждый из которых питается от своего насоса. Например, насос 1 обеспечивает враще­ние вала гидромотора 7, а насос 2 — гидромотора 8. При нейтральном положении золотников распределителя 4 по­токи жидкости насосов суммируются для привода гидро­цилиндров рабочего оборудования. Параллельное распо­ложение золотников в распределителе 3 позволяет исполь­зовать плунжеры одинакового диаметра в обоих распре­делителях и упрощает разводку трубопроводов. Насос до­заправки 23 подает рабочую жидкость в гидробак 21 через фильтр 24.

Гидропривод экскаватора работает на нескольких ос­новных режимах.

Холостой режим. При холостом режиме работы золотники распределителей 3 и 4 не включены и поток жидкости от насосов 1 и 2 через дроссельно-клапанный блок 11, фильтр 16 и теплообменник 19 поступает в гидробак21. В этом случае насосы, 1 и 2 установлены на минималь­ную подачу и потребляют небольшую мощность. Все гид-
родвигатели неподвижны, и рабочее оборудование удерживается навесу.

Нерегулируемый режим. _;Этот режим характеризуется максимальной подачей насосов и максимальной скоростью перемещения штоков гидроцилиндров рабочего оборудо­вания, и обычно используется при подъеме или опускании стрелы. При включении золотников распределителя 3 весь поток жидкости от насосов поступает в штоковые или пор­шневые полости гидроцилиндров стрелы, минуя дроссель­но-клапанный блок 11, который регулирует давление ре­гулятора мощности насосов. При подаче жидкости в што­ковые полости происходит опускание стрелы и требуется максимальная подача насосов (при так называемой по­путной нагрузке), чтобы исключить режим кавитации. В гидролинии поршневых полостей установлены дроссели с обратными клапанами, ограничивающие скорость опус­кания стрелы и исключающими кавитационный режим в гидроцилиндрах.

Регулируемый режим. Этот режим отличается от нерегу­лируемого тем, что скорость перемещения поршней гидроцилиндров и угловую скорость вращения вала гидромо­торов можно изменять. Это достигается с помощью дроссельно-клапанного блока 11, золотники которого устанав­ливаются в промежуточные положения, обеспечивающие различные выходные давления. Выходное давление, пройдя через блок 11, установит качающие узлы насосов в положения, обеспечивающие понижение подачи жид­кости и, как следствие, снижение скорости гидродвигате­лей. Причем при встречной нагрузке скорость регулиру­ется насосами, а при попутной регулирующим гидроап­паратом 11.

На рис. 10 представлена принципиальная гидравличес­кая схема экскаватора шестой размерной группы. Гидро­система включает в себя гидробак 1, четыре основных насоса, два из которых являются регулируемыми 2 и 3 (207.32), а два нерегулируемыми 4 и 5 (210.25), и один вспомогательный насос, обеспечивающий функциониро­вание системы управления. Потоки жидкости насосов 2 и 4, а также 3 и 5 объединены попарно между собой и со­здают два независимых потока. В гидросистемы входят три основных распределителя 7, 8 и 9, три специализиро­ванных блока дистанционного управления 10, 11 и 12, автономный золотник дистанционного управления 43, три блока золотников дискретного типа 13, 14 и 15, блок кла­панов 16 с логической функцией «ИЛИ», отдельные кла­паны 17, 18, 19 и 20 с логической функцией «ИЛИ»,

вспомогательного насоса, линейный фильтр 24 с переливным клапаном, магнитный фильтр 25, тепло­обменник 26 с переливным клапаном 27, гидрозатвор 28, ручной насос 29 заправки и дозаправки с фильтром 30, обратные клапаны 31, 32, 33, 34. Кроме того, в гидросис­тему входят два гидромотора механизма хода 35 и 36, гид­ромотор 37 поворота платформы, сдвоенные гидроцилиндры 38 стрелы, гидроцилиндр 39 ковша, сдвоенные гид­роцилиндры 40 рукояти, манометры 41, датчик темпера­туры рабочей жидкости 42.

Принцип действия гидропривода заключается в следу­ющем. Рабочая жидкость из гидробака 1 через гидрозат­вор 28 поступает во всасывающие камеры насосов 2, 3, 4, 5 и 6, от которых подается к золотникам распределителей 7, 8 и 9. От вспомогательного насоса 6 жидкость поступа­ет к золотникам специализированных блоков дистанци­онного управления 10, 11, 12 и автономному золотнику дистанционного управления. В зависимости от положе­ния рукояток, вмонтированных в подлокотники кресла оператора, эти золотники направляют лоток жидкости из линии управления в торцевые полости золотников основных распределителей 7, 8 и 9, которые в свою очередь управляют потоками жидкости основных насосов 2, 4 и 3, 5.

При нейтральном положении рукояток каналы в рас­пределителях 7 и 8 перекрыты и оба потока жидкости от насосов 2, 4 и 3, 5, нормально открытые через золотники регулирующего распределителя 9, поступают в гидробак 1. В сливной линии последовательно установлен фильтр 24 с переливным клапаном и теплообменник 26 с пере­ливным клапаном 27, который в случае повышенного со­противления в теплообменнике часть жидкости перепус­кает в гидробак 1. В сливной линии вспомогательного насоса 6 установлен магнитный фильтр 25, улавливаю­щий загрязнения на ферромагнитной основе.

При включении одного из золотников распределите­лей 7 или.8 через клапаны 17 и 18 с логической функцией «ИЛИ» из линии управления подается давление в торцо­вые полости золотников регулирующего распределителя 9, который одновременно перекрывает прямой слив от основных насосов, и поток жидкости поступает в гидро­цилиндры или гидромоторы. Из основных полостей гид­роцилиндров и гидромоторов рабочая жидкость через ре­гулирующий распределитель 9 (правая позиция золотни­ков) поступает в гидробак 1.

В напорных линиях распределителей 7 и 8 размещены предохранительный и обратные клапаны, последние предотвращают опускание рабочего оборудования в на­чальный момент после включения золотников, тем самым исключают возникновение противопотока жидкости и предотвращают гидравлический удар. Кроме того, обрат­ные клапаны исключают кавитационный режим в напор­ных полостях гидродвигателей, при необходимости (в слу­чае опускания стрелы и т. д.) соединяя их со сливной гид­ролинией.

Регулирование скорости гидродвигатслей осуществля­ют перемещением золотников регулирующего распреде­лителя 9 (средняя позиция золотников). В этой позиции золотников часть потока жидкости от насосов поступает к гидродвнгатслям, а часть сливается в гидробак. В зависи­мости от положения золотника в этой позиции соотно­шения частей потоков жидкости могут быть различны, что и лежит в основе регулирования скорости.

Распределитель 7 подает поток жидкости от насосов 2, 4 к гидромотору 35 привода левой гусеницы, а от насосов 5 к гидромотору 36 привода правой

гусеницы и гидро­мотору 37 механизма поворота платформы. Распредели­тель 8 объединяет потоки жидкости от насосов 2, 4 и 3, 5 и направляет их к гидроцилиндрам 38 подъема-опускания стрелы, гидроцилиндру 39 ковша или гидроцилиндрам 40 рукояти. Возможно включение указанных гидроцилинд­ров и от одного потока. В этом случае один из золотников распределителя 9 сливает другой поток в гидробак.

Гидрозамыкатели 22 с пружинным возвратом предна­значены для включения тормозов механизма передвиже­ния экскаватора при копании грунта. Включение тормо­зов осуществляется блоком клапанов 16 при подаче пото­ка распределителем 8 в гидроцилиндры 38, 39 и 40.

В гидроприводе экскаватора предусмотрена система автоматической блокировки, которая при включении зо­лотника распределителя 8 на копание рукоятью (гидро­цилиндры 40) блокирует гидроцилиндры ковша 39 и стре­лы 38, при включении золотника на копание ковшом (гид­роцилиндр 39) блокирует гидроцилиндры стрелы и рукоя­ти, а при подъеме стрелы (гидроцилиндр 38) блокируются гидроцилиндры рукояти и ковша. Это обеспечивает жес­ткость рабочего оборудования при выполнении техноло­гических операций. Система блокировки выполнена та­ким образом, что при повороте платформы движение стре­лы не блокируется, тоесть возможно совмещение движе­ний.

Гндропневмоаккумулятор 21 предназначен для вырав­нивания давления в линии управления. Гидрозатвор 28 перекрывает всасывающую линию при ремонте или заме­не насосов и препятствует утечке жидкости (гидробак рас­положен выше всасывающей камеры насосов). Маномет­ры 41 и датчик температуры 42 предназначены для кон­троля за состоянием гидропривода в процессе эксплуата­ции.