close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY16529

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2012.12.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
E 02F 9/22
(2006.01)
ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩАЯ ГИДРОСИСТЕМА АВТОМОБИЛЬНОГО
КРАНА
(21) Номер заявки: a 20110029
(22) 2011.01.10
(43) 2012.08.30
(71) Заявитель: Государственное учреждение высшего профессионального
образования
"БелорусскоРоссийский университет" (BY)
(72) Автор: Щемелёв Анатолий Мефодьевич (BY)
BY 16529 C1 2012.12.30
BY (11) 16529
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Государственное
учреждение высшего профессионального образования "Белорусско-Российский университет" (BY)
(56) СМИРНОВ О.А. и др. Гидравлические
стреловые краны на специальных шасси. - Москва: Высшая школа, 1987. С. 70-73.
BY 309 C2, 1994.
BY 8701 C1, 2006.
SU 1548363 A1, 1990.
JP 56105103 A, 1981.
(57)
Энергосберегающая гидросистема автомобильного крана, содержащая первый насос,
гидравлически соединенный через первый машинный распределитель с гидромотором лебедки подъема-опускания груза; второй насос, гидравлически соединенный через второй
машинный распределитель с гидроцилиндрами стрелы, отличающаяся тем, что содержит
трехпозиционный распределитель с электромагнитным управлением, первый и второй
входы которого гидравлически соединены соответственно со сливной гидролинией указанного гидромотора и через первый редукционный клапан - со всасывающей гидролинией
первого насоса, а первый и второй выходы - соответственно с гидробаком и первым блоком гидроаккумуляторов; первый двухпозиционный распределитель с электромагнитным
управлением, вход которого гидравлически соединен через второй машинный распределитель с поршневыми полостями гидроцилиндров стрелы, а первый и второй выходы соответственно с гидробаком и вторым блоком гидроаккумуляторов; второй двухпозиционный распределитель с электромагнитным управлением, вход которого гидравлически
соединен со вторым блоком гидроаккумуляторов, а выход - через второй редукционный
клапан со всасывающей гидролинией второго насоса, причем электромагниты Y1 и Y2
BY 16529 C1 2012.12.30
трехпозиционного распределителя, электромагнит Y3 первого двухпозиционного распределителя и электромагнит Y4 второго двухпозиционного распределителя выполнены с
возможностью управления контроллером по сигналам датчиков первого машинного распределителя опускания A и подъема B груза лебедкой и по сигналам датчиков второго
машинного распределителя подъема C и опускания D стрелы в соответствии с булевыми
выражениями:
A ⋅ B ⋅ C + A ⋅ B ⋅ D = Y1;
A ⋅ B ⋅ D + A ⋅ B ⋅ C = Y 2;
B ⋅ C ⋅ D + B ⋅ C ⋅ D + A ⋅ B ⋅ C = Y3;
B ⋅ C ⋅ D = Y 4.
Изобретение относится к области подъемно-транспортных машин и может быть использовано в автомобильных гидрофицированных кранах.
Известна гидросистема автомобильного крана, включающая насосную станцию, распределитель, исполнительные гидроцилиндры и гидромоторы [1].
Отличительной особенностью этой гидросистемы является высокая энергоемкость
машины, т.к. при выполнении рабочих операций гидростанцией необходимо развивать
давление выше, чем давление, возникающее в гидроцилиндрах и гидромоторах при подъеме груза. При этом давление в элементах гидросистемы при опускании груза не используется, и жидкость под высоким давлением направляется на слив в гидробак.
Известна гидросистема автомобильного крана, включающая насосную станцию, машинный распределитель, гидроцилиндры поворота стрелы и гидромотор лебедки подъема
груза [2].
Отличительной особенностью такой конструкции, как и предыдущей, является высокая энергоемкость работы автокрана.
Задача изобретения - снижение энергопотребления при выполнении рабочих операций
автокрана.
Эта задача решается за счет того, что в энергосберегающей гидросистеме автомобильного крана, содержащей первый насос, гидравлически соединенный через первый машинный распределитель с гидромотором лебедки подъема-опускания груза; второй насос,
гидравлически соединенный через второй машинный распределитель с гидроцилиндрами
стрелы, согласно изобретению, содержит трехпозиционный распределитель с электромагнитным управлением, первый и второй входы которого гидравлически соединены соответственно со сливной гидролинией указанного гидромотора и через первый
редукционный клапан - со всасывающей гидролинией первого насоса, а первый и второй
выходы - соответственно с гидробаком и первым блоком гидроаккумуляторов; первый
двухпозиционный распределитель с электромагнитным управлением, вход которого гидравлически соединен через второй машинный распределитель с поршневыми полостями
гидроцилиндров стрелы, а первый и второй выходы - соответственно с гидробаком и вторым блоком гидроаккумуляторов; второй двухпозиционный распределитель с электромагнитным управлением, вход которого гидравлически соединен со вторым блоком
гидроаккумуляторов, а выход - через второй редукционный клапан со всасывающей гидролинией второго насоса, причем электромагниты Y1 и Y2 трехпозиционного распределителя, электромагнит Y3 первого двухпозиционного распределителя и электромагнит Y4
второго двухпозиционного распределителя выполнены с возможностью управления контроллером по сигналам датчиков первого машинного распределителя опускания A и
2
BY 16529 C1 2012.12.30
подъема B груза лебедкой и по сигналам датчиков второго машинного распределителя
подъема C и опускания D стрелы в соответствии с булевыми выражениями:
A ⋅ B ⋅ C + A ⋅ B ⋅ D = Y1;
A ⋅ B ⋅ D + A ⋅ B ⋅ C = Y 2;
B ⋅ C ⋅ D + B ⋅ C ⋅ D + A ⋅ B ⋅ C = Y3;
B ⋅ C ⋅ D = Y 4.
Установка трехпозиционного распределителя в гидросистему автомобильного крана
обеспечивает разгрузку насоса при нейтральном положении распределителя, зарядку блока гидроаккумуляторов при опускании груза и снижение энергозатрат при подъеме груза,
так как закачка жидкости при включении насоса под нагрузку обеспечивает подачу жидкости из аккумуляторов в гидросистему под давлением, за счет чего снижаются затраты
энергии на работу насоса привода лебедки. Установка редукционного клапана обеспечивает поступление жидкости в насос с постоянным давлением, что обеспечивает работу
двигателя машины в стабильном режиме.
Соединение гидравлическое через трехпозиционный распределитель обеспечивает
требуемый режим работы крана в соответствии с таблицей истинности при различном сочетании электрических сигналов от датчика. В результате приведенная гидросистема является рекуперативной и значительно повышает КПД гидросистемы, так как использует
энергию жидкости при опускании груза для закачки жидкости в блок гидроаккумуляторов
и далее использует эту энергию при подъеме груза, что снижает энергопотери и повышает
КПД гидросистемы.
Установка в сливную гидролинию гидроцилиндров подъема-опускания стрелы двухпозиционного распределителя обеспечивает накопление энергии при опускании стрелы в
другом блоке гидроаккумуляторов и отдачу этой энергии путем подачи жидкости во всасывающую гидролинию насоса поворота стрелы, который обеспечивает работу стреловых
гидроцилиндров на подъем груза. Установка редукционного клапана обеспечивает стабильную работу двигателя крана.
Управление электромагнитами распределителей осуществляется в соответствии с таблицей истинности (табл. 1) и сочетании различных сигналов от датчиков. Упрощение полученных булевых выражений осуществляется при помощи карт Карно (табл. 2, 3, 4, 5).
Сущность изобретения поясняется фигурой и таблицами.
На фигуре показана гидравлическая схема энергосберегающей гидросистемы крана. В
табл. 1 приведена таблица истинности функционирования энергосберегающей гидросистемы, а в табл. 2-5 представлены карты Карно для упрощения булевых выражений и сокращения количества микросхем в блоке управления (контроллере).
Энергосберегающая гидросистема крана состоит из насосов 1 и 2, машинных распределителей 3 и 4, гидромотора 5 лебедки подъема-пускания груза и стреловых гидроцилиндров 6. В сливную гидролинию гидромотора 5 лебедки подъема-опускания груза
автокрана дополнительно установлен трехпозиционный распределитель 7 с электромагнитным управлением. Выходные гидролинии этого распределителя соединены: одна с
гидробаком 8 машины, а вторая с блоком гидроаккумуляторов 9. Одна входящая гидролиния через редукционный клапан 10 соединена со всасывающей гидролинией насоса 1.
Поршневая полость гидроцилиндров 6 стрелы соединена через машинный распределитель 4 с двухпозиционным распределителем 11, одна из гидролиний которого соединена с гидробаком 8, а вторая - с блоком гидроаккумуляторов 12, в гидролинию которого
установлен второй двухпозиционный распределитель 13 с электромагнитным управлением. Выходная гидролиния этого распределителя 13 через второй редукционный клапан 14
соединена с всасывающей гидролинией насоса 2.
3
BY 16529 C1 2012.12.30
На рукоятках ручных 3 и 4 распределителей установлены датчики (на чертеже не показаны) включения золотников распределителей (микрики), которые посылают при их замыкании сигналы высокого уровня на контроллер (блок переработки сигналов от датчидатчиков, на чертеже на показан) и далее на электромагниты распределителей 7, 11, 13.
Работает энергосберегающая гидросистема автокрана следующим образом. При опускании груза при помощи лебедки включается распределитель 3 и при этом срабатывает
датчик A, посылая на контроллер и оттуда на электромагнит Y2 сигнал. Электромагнит
Y1 перемещает золотник распределителя 7 и соединяет сливную гидролинию гидромотора 5 с блоком гидроаккумуляторов 9. Срабатывание электромагнитов всех распределителей при различном сочетании сигналов представлено в табл. 1. Из табл. 1 составлено
булево выражение для срабатывания электромагнитов Y1, Y2, Y3 и Y4. Упрощение булевых выражений произведено при помощи карт Карно (табл. 2, 3, 4, 5). Плавность опускания груза оператор регулирует, дросселируя поток жидкости в распределителе 3,
жидкость накапливается в гидроаккумуляторе 9, находясь под давлением. При подъеме
груза срабатывает датчик B, посылая сигнал на контроллер и далее с контроллера на электромагнит Y2 распределителя 7. При этом жидкость из блока аккумуляторов 9 направляется во всасывающую гидролинию насоса 1. Затраты мощности на работу любого насоса
определяются как произведение разницы давления между напорной и всасывающей гидролинией на расход. Насос 1 будет потреблять мощность меньшую, чем в том случае, когда давление во всасывающей гидролинии будет соответствовать атмосферному.
При включении распределителя на опускание стрелы крана, жидкость также поступает в сливную гидролинию распределителя 4 и далее на двухпозиционный распределитель
11, электромагнит которого запитывается от сигнала с датчика C через контроллер. Золотник распределителя 11 электромагнитом Y3 переключается и жидкость из поршневой полости гидроцилиндров 6 направляется в блок гидроаккумуляторов 12, находясь там под
давлением до тех пор, пока не будет включен распределитель 4 на поворот стрелы вверх.
Тогда будет запитан от контроллера электромагнит Y4 распределителя 13 и жидкость из
блока аккумуляторов 12 поступит во всасывающую гидролинию насоса 2. Насос 2 начинает работать как гидромотор-насос, жидкость будет поступать под давлением в поршневую полость гидроцилиндров. Таким образом, накопление жидкости в гидроаккумуляторах 9 и 12 позволяет повторно использовать энергию жидкости и тем самым
уменьшать общее потребление энергии двигателя крана и тем самым снижать расходы на
эксплуатацию машины, сократить время цикла, повысить КПД гидросистемы.
Таблица истинности
Таблица 1
Сигналы с датчиков
Сигналы на электромагниты
A
B
C
D
Y1
Y2
Y3
Y4
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
0
1
1
0
0
0
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
0
0
1
1
1
1
0
0
0
1
0
0
1
1
1
0
1
1
0
1
1
1
1
0
0
0
0
A - сигнал с датчика машинного распределителя об опускании груза;
4
BY 16529 C1 2012.12.30
B - сигнал с датчика на подъем груза;
C - сигнал с датчика на поворот стрелы вниз;
D - сигнал датчика на поворот стрелы вверх;
Y1 - подача электрического сигнала на электромагнит Y1, обеспечивающего направление движения жидкости на зарядку гидроаккумуляторов;
Y2 - подача электрического сигнала на электромагнит Y2, обеспечивающего направление движения жидкости во всасывающую магистраль насоса, запитывающую гидромотор лебедки подъема груза;
Y3 - подача электрического сигнала на электромагнит Y3, обеспечивающего положение золотника, соединяющего поршневую полость гидроцилиндров стрелы с блоком гидроаккумуляторов;
Y4 - подача электрического сигнала на электромагнит Y4, обеспечивающий гидравлическое соединение блока гидроаккумуляторов со всасывающей гидролинией стрелового
насоса.
Карта Карно для управления электромагнитом Y1
Таблица 2
А⋅В
A⋅B
A⋅B
A⋅B
С⋅D
1
C⋅D
1
C⋅D
C⋅ D
1
(
A ⋅ B ⋅ C ⋅ D + A ⋅ B ⋅ C ⋅ D + A ⋅ B ⋅ C ⋅ D = Y1 ;
A⋅B⋅C⋅D + A⋅B⋅C⋅D = A⋅B⋅C;
A⋅ B⋅C ⋅D + A⋅ B⋅C⋅D = A⋅ B⋅D;
A ⋅ B ⋅ C + A ⋅ B ⋅ D = Y1 .
Карта Карно для управления электромагнитом Y2
Таблица 3
А⋅В
A⋅B
A⋅B
A⋅B
1
C⋅D
C⋅D
1
C⋅D
1
C⋅ D
A ⋅ B ⋅ C ⋅ D + A ⋅ B ⋅ C ⋅ D + A ⋅ B ⋅ C ⋅ D = Y2 ;
A ⋅B⋅ C ⋅ D + A ⋅B⋅C⋅ D = A ⋅B⋅D ;
A ⋅B⋅C⋅D + A ⋅B⋅C⋅ D = A ⋅B⋅C ;
A ⋅ B ⋅ D + A ⋅ B ⋅ C = Y2 .
Карта Карно для управления электромагнитом Y3
А⋅В
A⋅B
1
A⋅B
C⋅D
C⋅D
C⋅ D
1
1
1
C⋅ D
A ⋅ B ⋅ C ⋅ D + A ⋅ B ⋅ C ⋅ D + A ⋅ B ⋅ C ⋅ D + A ⋅ B ⋅ C ⋅ D + A ⋅ B ⋅ C ⋅ D = Y3 ;
A ⋅B⋅C⋅ D + A ⋅B⋅C⋅ D = B⋅C⋅ D ;
A ⋅ B⋅C⋅ D + A⋅ B⋅C⋅ D = B⋅C⋅ D ;
A ⋅B⋅C⋅D + A ⋅B⋅C⋅ D = A ⋅B⋅C ;
5
Таблица 4
A⋅B
1
BY 16529 C1 2012.12.30
B ⋅ C ⋅ D + B ⋅ C ⋅ D + A ⋅ B ⋅ C = Y3 .
Карта Карно для управления электромагнитом Y4
А⋅В
C⋅D
C⋅D
C⋅D
C⋅ D
A ⋅ B ⋅ C ⋅ D + A ⋅ B ⋅ C ⋅ D = Y4 ;
B ⋅ C ⋅ D = Y4 .
A⋅B
A⋅B
1
Таблица 5
A⋅B
1
Источники информации:
1. Щемелев А.М. Проектирование гидропривода машин для земляных работ. - Могилев: ММИ, 1995. - С. 196, рис. 3.15.
2. Смирнов О.А., Улитенко И.П. Гидравлические стреловые краны на специальных
шасси. - М.: Высшая школа, 1987. - С. 72, рис. 54.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
6
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
146 Кб
Теги
by16529, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа