УДК 621.86+621.22

РАСШИРЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПОГРУЗОЧНОГО МАНИПУЛЯТОРА С РАСШИРЕННОЙ ЗОНОЙ ДЕЙСТВИЯ

Несмиянов Иван Алексеевич1, Воробьева Наталья Сергеевна2, Хавронин Виктор Петрович3, Токарев Владимир Иванович4
1Волгоградский государственный аграрный университет, заведующий кафедрой"Механика", к.т.н., доцент
2Волгоградский государственный аграрный университет, к.т.н., доцент кафедры "Механика"
3Волгоградский государственный аграрный университет, к.т.н., доцент кафедры "Механика"
4Волгоградский государственный аграрный университет, аспирант кафедры "Механика"

Аннотация
Предложены схемы гидропривода погрузочных манипуляторов, позволяющих расширить зону обслуживания рабочего оборудования, а также снизить динамические нагрузки в гидроприводе погрузочных агрегатов.

Ключевые слова: гидропривод, зона обслуживания, Погрузочный манипулятор


ENHANCING THE TECHNOLOGICAL CAPABILITIES OF THE LOADING MANIPULATOR WITH EXTENDED COVERAGE WOULD

Nesmiyanov Ivan Alekseevich1, Vorobyova Natalia Sergeevna2, Khavronin Victor Petrovich3, Tokarev Vladimir Ivanovich4
1Volgograd State Agricultural University, Ph.D., Head of the Department "Mechanics"
2Volgograd State Agricultural University, Ph.D., assistant professor of "Mechanics"
3Volgograd State Agricultural University, Ph.D., assistant professor of "Mechanics"
4Volgograd State Agricultural University, graduate student

Abstract
Proposed circuit hydraulic drive loading manipulators that can extend the coverage area of ​​the working equipment, as well as to reduce dynamic loads in hydraulic loading units.

Библиографическая ссылка на статью:
Несмиянов И.А., Воробьева Н.С., Хавронин В.П., Токарев В.И. Расширение технологических возможностей погрузочного манипулятора с расширенной зоной действия // Современная техника и технологии. 2014. № 5 [Электронный ресурс]. URL: http://technology.snauka.ru/2014/05/3484 (дата обращения: 02.10.2017).

Большое применение в сельскохозяйственном производстве нашли погрузчики с консольно-поворотной стрелой. Недостатками таких погрузчиков являются большие динамические нагрузки на погрузчик при повороте колонны с подвешенным к стреле грузом. Естественно, чем больше масса груза, тем больше динамические нагрузки на агрегат, особенно в момент его остановки. Известна гидравлическая схема погрузочного манипулятора [1] в которой для уменьшения динамических нагрузок на агрегат при горизонтальном повороте стрелы в крайние положения предусмотрены регулируемые дроссели, кинематически связанные с консольно-поворотным механизмом. При такой схеме плавное уменьшение скорости поворота происходит только в крайних положениях.Предлагаемая схема гидропривода погрузчика (рис.1) позволяет автоматически регулировать скорость поворота колонны в зависимости от массы перемещаемого груза [2].

Особенностью гидравлической схемы является то, что поршневая полость гидроцилиндра подъема стрелы 1 гидравлически, через дроссель 2 и согласующее устройство 3, связано с напорной магистралью, питающей гидроцилиндр поворота колонны 4. Согласующее устройство 3 представляет собой цилиндр с находящимся внутри подпружиненным плунжером 5, который перекрывает дроссельное отверстие 6 тем больше, чем больше давление в поршневой полости цилиндра 1.

Для данной схемы погрузчика определена зависимость угловой скорости колонны w от усилия на штоке цилиндра подъема стрелы F. На рис. 2 приведены графики угловой скорости и усилия на штоке в идеальном случае движения, то есть без колебательных воздействий.

Рисунок 1 – Схема гидравлического привода погрузчика.

Усилие на штоке цилиндра подъема:

                       (1)

Угловая скорость колонны

                               (2)

где fдр – площадь сечения дроссельного отверстия, перекрываемого плунжером;

fП– площадь сечения плунжера.

Рисунок 2. Зависимость угловой скорости колонны от статического усилия на штоке цилиндра 1.

Для погрузчиков с составной стрелой, длина которой l может изменяться в процессе перемещения груза, угловая скорость колонны в конечном виде будет зависеть и от угла наклона стрелы, и от вылета груза, то есть w=f(l, j2) (рис.3).

Рисунок 3. Зависимость угловой скорости колонны от угла подъема стрелы и вылета груза.

Для расширения технологических возможностей погрузчиков с расширенной зоной обслуживания наряду с улучшением динамических параметров предлагается следующий вариант гидропривода поворотной колонны [3].

Рисунок 4. – Модернизированный гидропривод поворотной колонны погрузчика

Привод колонны погрузчика состоит (рис.4.4) из самой поворотной колонны 1, гидроцилиндра 2, связывающего колонну 1 и поворотную платформу 3, которая соединена с гидроцилиндром 4, а тот в свою очередь соединен с рамой 5, в корпусе колонны 1 закреплен корпус гидроцилиндра 6. Гидравлическая схема привода состоит из бака 7, насоса 8,

предохранительного клапана 9, делителя потока 10, распределителей 11, 12, 13, 14. Распределители 11 и 12 50 могут быть связаны жесткой кинематической связью 17. Сливные магистрали от распределителей 11 и 12, 14 сходятся посредством сумматора потока 15 в одну сливную магистраль, в которую включен фильтр 16.

Работа осуществляется следующим образом. Для поворота колонны против хода часовой стрелки рабочая жидкость из бака 7 забирается насосом 8 и подается через делитель потока 10 равными потоками к распределителям 11 и 12, 14. При перемещении золотника распределителя 11 вправо рабочая жидкость, беспрепятственно проходя через распределитель 13, поступает в поршневую полость цилиндра 2, тем самым поворачивая колонну 1 относительно поворотной платформы 3 на определенный угол. При перемещении золотника распределителя 12 вправо жидкость поступает в поршневую полость цилиндра 4, поворачивая при этом поворотную платформу 3 вместе с колонной относительно неподвижной рамы погрузчика 5. При перемещении золотника распределителя 14 вправо рабочая жидкость отделителя 10 поступает в штоковую полость цилиндра 6, при втягивании штока которого уменьшается плечо и, соответственно, увеличивается скорость поворота. Соответственно, если рабочая жидкость поступает в поршневую полость, то плечо увеличивается и уменьшается скорость.

Из штоковых полостей цилиндров 2, 4, 6 вытесняемая жидкость через распределители 13, 11 и 12, 14 поступает в сумматор потока 15 и далее через фильтр 16 в бак 7.

Поворот колонны 1 может осуществляться как поочередно цилиндрами 2 и 4 в любой последовательности их включения в работу, так и одновременной их работой. Для этого золотники распределителей 11 и 12 связываются жесткой кинематической зависимостью 17, вследствие чего включение в работу цилиндров 2 и 4 происходит синхронно, независимо от того, в какую сторону происходит поворот.

При синхронной работе распределителей 11 и 12, связанных механически посредством соединения  можно отключить из работы цилиндр 2 распределителем 13. При перемещении его золотника вправо полости цилиндра 2 запираются, и при повороте составной колонны цилиндром 4 цилиндр 2 выступает в роли демпфера при резкой остановке. Эффект демпфирования возникает от деформации гибких рукавов для подвода рабочей жидкости. При переключении золотника распределителя 13 влево до конца полости цилиндра 2 соединяются. В этом случае гидроцилиндр 2 будет выступать в роли жидкостной пружины, дросселирование жидкости будет происходить в распределителе 13. Таким образом, распределитель 13 позволяет менять режимы снижения динамических нагрузок при резкой остановке и страгивании колонны.’

Расширение вариантов поворота колонны 1 погрузчика можно осуществлять асинхронной работой цилиндров 2, 4, 6. Для медленного поворота колонны 1 по ходу часовой стрелки при работе с хрупкими и опасными грузами жидкость подается через крайнюю правую секцию распределителя 12 в штоковую полость цилиндра 4, а через крайнюю левую секцию распределителя 10 в поршневую полость цилиндра 2, одновременно рабочая жидкость подается в поршневую полость цилиндра 6, тем самым увеличивается плечо и уменьшается скорость. Так как жидкость подается в разные полости цилиндров 2 и 4 и скорость штока 4 больше скорости штока 2, то скорость поворота колонны будет

Основные преимущества предлагаемой кинематической схемы привода поворотной колонны погрузчика:

  1. При зоне действия рабочего органа в горизонтальной плоскости 75о, поворот колонны дополнительным цилиндром расширяет зону до 150о. Угол поворота стрелы естественно зависит от хода поршня цилиндра.
  2. Поворот стрелы может происходить при угловой скорости, почти в два раза превышающую скорость одной из составных частей колонны, т.к. угловые скорости складываются. Асинхронной работой обоих цилиндров можно добиться более медленного поворота, а в нужный момент времени плавно останавливать стрелу.
  3. При повороте стрелы внешней частью колонны (цилиндром 4), цилиндр 2 будет выступать в роли демпфера.

Предложенные варианты гидропривода погрузчиков с поворотным основанием помимо расширения их технологических возможностей позволяет значительно снизить динамические нагрузки в гидроприводе и на металлоконструкцию всего погрузочного агрегата.


Библиографический список
  1. Герасун, В.М. Гидрокрановая установка на тракторе./ Герасун В.М., Пындак В.И., Строков В.Л. // Техника в сельском хозяйстве. – №5. – 1978. – С.82-84.
  2. Патент РФ № 2323154. Гидропривод поворотной колонны погрузчика. Несмиянов И.А., Рыпакова Н.С., Рогачев А.Ф. Опубл. 27.04.2008. Бюл. №12.
  3. Патент РФ № 2455222. Гидропривод погрузчика с поворотной колонной. Несмиянов И.А., Герасун В.М., Воробьева Н.С., Токарев В.И., Турыгин П.В. Опубл. 10.07.2012. Бюл. №19.


Все статьи автора «Несмиянов Иван Алексеевич»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: