CN102059973B - 一种大吨位电动轮矿用自卸车举升液压集成系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大吨位电动轮矿用自卸车举升液压集成系统，其包括双联齿轮泵、油箱、高压滤油器、回油滤油器、举升油缸、节流塞、测压接口及由二通插装阀和螺纹插装阀组成的举升液压集成阀组；本发明主要选用二通插装阀及螺纹插装阀，具有通流能力大，最大流量达1020L/Min，结构简单、制造工艺简便、备件供应方便、故障易于诊断、维修快捷、使用成本低廉等特点。

Description

一种大吨位电动轮矿用自卸车举升液压集成系统

技术领域

本发明涉及一种液压集成系统，尤其是涉及一种大吨位电动轮矿用自卸车的举升液压集成系统。

背景技术

目前世界上仅有美国、俄罗斯、中国能够生产大吨位电动轮矿山运输车。电动轮矿山运输车液压控制系统是电动轮运输车三大技术核心之一。国外同类产品的液压控制系统均沿用传统的、专用滑阀控制元件，标准化、通用化差；控制复杂、制造成本高、备件昂贵，交货周期长，造成用户的使用成本居高不下。例如，小松德莱塞公司、卡特公司等生产的自卸车的举升液压集成系统，就是主要是使用了先导控制阀和起升阀两个专用阀而构成的。

为满足国内大吨位电动轮矿山运输车的需要，开发新的液压控制系统已成迫切之需。

发明内容

本发明的目的在于克服现有电动轮自卸车举升液压集成系统存在的缺陷, 提供一种控制较简单、制造成本较低、可采用标准化、通用化的部件的电动轮矿用自卸车的举升液压集成系统。

为达到上述目的，本发明提供了以下技术方案：

大吨位电动轮自卸车举升液压集成系统，包括双联齿轮泵、油箱、高压滤油器、回油滤油器和举升油缸，还设有集成阀组。其中，油箱依次与双联齿轮泵、高压滤油器和集成阀组连通，集成阀组内的各液压元件与举升油缸连通，举升油缸再与油箱连通。 

根据对上述技术方案的进一步设置，集成阀组包括以下液压元件：数个二通溢流阀插入件和二通方向阀插入件、二通流量插入件、以及数个溢流阀和梭阀以及二位四通电磁换向阀、节流阀和单向阀，以及数个控制盖板，上述各部件通过一内部设有液压油流动通道的油路块联接组合而成。

集成阀组与外部油路有如下联接关系，即从双联齿轮泵来的压力油接油路块的两个进油口，油路块的一个回油口接回油滤油器通至油箱；油路块的另两个回油口分别接冷却回路的入口；泄油口直接接油箱；油路块的压力油输出口包括两路, 一路接举升油缸举升腔包括油口, 一路通过平衡阀再接举升缸的迫降腔口。

双联齿轮泵的两路压力油分别经过二通溢流阀插入件,经过两个单向阀合流后与二通方向阀插入件相接，通过二通方向阀插入件进入举升大腔，或通过二通方向阀插入件进入迫降腔；第三控制盖板安装于二通方向阀插入件上，该控制盖板内部装有插装式梭阀，而上部装有三位四通电磁阀而且内部连通，第四控制盖板安装于二通方向阀插入件上而且内部连通，该控制盖板内部装有插装式梭阀，由三位四通电磁阀、插装式梭阀及插装式梭阀分别控制二通方向阀插入件的启闭，决定举升缸迫降腔进油和举升腔进油。

集成阀组中，二通流量插入件通过油路块内部油路联接油箱和举升缸的大腔，装于二通流量插入件上的第五控制盖板上连有两位四通电磁阀而且内部连通,该阀决定二通流量插入件的启闭从而决定系统回油；节流阀与二通流量插入件并联；第六控制盖板安装于二通溢流阀插入件上而且内部连通，溢流阀安装于第六控制盖板上而且内部连通，二通溢流阀插入件通过油路块内部油路与举升缸的大腔和油箱相连，溢流阀决定举升的安全压力；二通溢流阀插入件通过安装于其上的第七控制盖板与安装于第七控制盖板上的两位四通电磁阀和溢流阀连接,并通过油路块内部油路与举升缸迫降腔和油箱相连，决定迫降安全压力和迫降腔的回油。

集成阀组中，插装式溢流阀联接于第一控制盖板上的一侧，插装式溢流阀的进油口通过二通溢流阀插入件分别与主油路相通，出油口与泄油口相通。

油路块上还安装有两个单向阀，分别与两个进油口和两个二通方向阀插入件相连。

油路块上设有附加油路块，二通溢流阀插入件分别通过由插装节流阀、插装背压阀组成的单向节流阀附加油路块和由插装节流阀、插装背压阀组成的单向节流阀附加油路块接入冷却回路，由联接于第二控制盖板上的两位四通电磁阀控制二通溢流阀插入件的启闭从而控制主油路接入冷却回路。

优选，上述各阀件中，二通溢流阀插入件，二通方向阀插入件，二通流量插入件为二通插装阀；溢流阀、梭阀、单向阀、节流阀和插装背压阀为螺纹插装阀。

优选，举升油缸为300吨级三级伸缩油缸。

本发明由二通插装阀及螺纹插装阀等通用元件构成的电动轮自卸车举升液压集成系统具有以下特点:

1：选用标准通用的液压元件集成专用的液压控制系统，标准化、通用化好；

2：大吨位矿用电动轮自卸车液压系统压力高、流量大，工艺制作复杂。而二通插装阀对高压大流量的系统有着无比优越的特性，可以实现一阀多能，集成度高，单位功率大；

3：液压系统可靠性高，故障易于诊断、维修快捷、使用成本低廉等特点。维

4：液压系统的抗污染能力强，更加适合目前国内的使用维护水平；

5：控制简单，功能更全；

6：动作联锁关系完善，安全保护齐全，车辆操作安全。

附图说明

图1是本发明大吨位电动轮自卸车举升液压集成系统的方框图

图2是举升液压集成系统的结构示意图；

图3本发明中集成阀组的方框图

图4是本发明中集成阀组的结构原理图；

图5是图4所示集成阀组的结构组成示意图-主视图；

图6是图4所示集成阀组的结构组成示意图-俯视图；

图7是图4所示集成阀组的结构组成示意图-左视图；

图8是图4所示集成阀组的结构组成示意图-右视图；

图9是图4所示集成阀组的结构组成示意图-仰视图。

图中：1.1,1.2 吸油滤油器；2 双联叶片泵；3.1高压管路滤油器；3.2高压管路滤油器；4.1节流阀；4.2节流阀；5.二通溢流阀插入件；6.1单向阀；6.2.单向阀；7.二通溢流阀插入件；8溢流阀控制；9二位四通电磁换向阀；10单向阀；11二通方向阀插入件；12.1，12.2梭阀；13 二位四通电磁换向阀；14二通方向阀插入件；15二通溢流阀插入件；16溢流阀控制；17二位四通电磁换向阀；18二通流量控制阀插入件；19节流阀；20二通溢流阀插入件；21溢流阀；22二位四通电磁阀；23.1三级伸缩油缸； 23.2三级伸缩油缸；24单向阀；25平衡阀；26回油过滤；27.1背压阀；27.2背压阀；36.1第1控制盖板； 36.2第2控制盖板； 36.3第3控制盖板；36.4第4控制盖板；36.5第5控制盖板；36.6第6控制盖板；36.7第7控制盖板；P1,P2为油路块双联叶片泵接口； T1，T2为油路块回油接口；L1，L2为油路块泄油接口；M1油路块回油口T1测压接口；M2油路块回油口T2测压接口；XP为油路块叶片泵进油路测压接口；XA为油路块举升油路测压接口；A1,A2为油路块举升油口；B为油路块下降油口；XB为油路块下降油路测压接口；T3为油路块迫降回油口；T4，T5为油路块冷却回路油口；X为油路块平衡阀控制油接口。

具体实施方式

参照图1至图9所示，本发明大吨位电动轮自卸车举升液压集成系统，其包括双联齿轮泵2、油箱29、高压滤油器31、32、回油滤油器26和举升油缸23.1、23.2，还设有集成阀组33。集成阀组33包括二通溢流阀插入件5、7、15、20、二通方向阀插入件11、14、二通流量插入件18、溢流阀8、16、21、梭阀12.1、12.2、二位四通电磁换向阀9、17、22、节流阀19和单向阀10、36.1第1控制盖板、 36.2第2控制盖板、 36.3第3控制盖板、36.4第4控制盖板、36.5第5控制盖板、36.6第6控制盖板、36.7第7控制盖板、油路块28，各阀件安装在内部设有液压油流动通道的油路块28上，组成该阀组33。

双联齿轮泵2的吸油口与吸油滤油器1.1、1.2相连，其两个出油口接高压滤油器3.1、3.2，出高压滤油器后接油路块28两个进油口P1和P2口，油路块28的一个回油口T3接回油滤油器通至油箱；油路块的另两个回油口T4、T5分别接冷却回路的入口；泄油口L1和L2直接接油箱。

油路块的压力油输出口包括两路, 一路接举升油缸举升腔, 一路通过平衡阀25及与之并联的单向阀24再接举升缸的迫降腔。双联齿轮泵的两路压力油分别经过二通溢流阀插入件5和7, 经过单向阀6.1和6.2 合流后与二通方向阀插入件14和11相接，通过二通方向阀插入件14进入举升大腔，或通过二通方向阀插入件11进入迫降腔；第3控制盖板36.3安装于二通方向阀插入件11上，该控制盖板内部装有插装式梭阀12.1而上部装有三位四通电磁阀13而且内部连通，第4控制盖板36.4安装于二通方向阀插入件14上而且内部连通，该控制盖板内部装有插装式梭阀12.2，由三位四通电磁阀13、插装式梭阀12.1及插装式梭阀12.2分别控制二通方向阀插入件11及14的启闭，决定举升缸迫降腔进油和举升腔进油；二通流量插入件18通过油路块内部油路联接油箱和举升缸的大腔，装于二通流量插入件18上的第5控制盖板36.5上连有两位四通电磁阀22而且内部连通,该阀决定二通流量插入件18的启闭从而决定系统回油；节流阀19与二通流量插入件18并联；第6控制盖板36.6安装于二通溢流阀插入件20上而且内部连通，溢流阀21安装于第6控制盖板36.6上而且内部连通，二通溢流阀插入件20通过安装于其上的第6控制盖板36.6与溢流阀21连接并通过油路块内部油路与举升缸的大腔和油箱相连，溢流阀21决定举升的安全压力；二通溢流阀插入件15通过安装于其上的第7控制盖板36.7与安装于第7控制盖板36.7上的两位四通电磁阀17和溢流阀16连接,并通过油路块内部油路与举升缸迫降腔和油箱相连，决定迫降安全压力和迫降腔的回油；二通溢流阀插入件5和7分别通过由插装阀4.1、27.1组成的单向节流阀附加油路块35和由插装阀4.2、27.2组成的单向节流阀附加油路块34接入冷却回路，由联接于第2控制盖板上36.2的两位四通电磁阀9控制二通溢流阀插入件5和7的启闭。插装式溢流阀8联接于第1控制盖板36.1上的一侧，进油口与主油路P1、P2相通，出油口与泄油口L2相通，该阀决定系统的安全压力；在油路块的进油路和回油路分别设置有测压接口，各测压口上装有堵塞。

本实施例仅仅是在图7所示集成阀的油路块28内部设计46个通油孔道,通过设置64个螺钉将图2所示集成控制方案的二通插装阀包括：5. 二通溢流阀插入件、 7. 二通溢流阀插入件、11.二通方向阀插入件、14. 二通方向阀插入件、15. 二通溢流阀插入件、18.二通流量控制阀插入件、20. 二通溢流阀插入件、36.1~36.2各控制盖板，板式液压阀包括： 9.二位四通电磁换向阀、  13. 二位四通电磁换向阀、17.二位四通电磁换向阀、22.二位四通电磁阀，安装在油路块上，并通过油路块上的油孔通道将各液压元件油口连接起来。

通过设置11个螺纹插装孔将图2所示集成控制方案的11个通用螺纹插装元件包括：4.1.节流阀、4.2.节流阀、 6.1.单向阀、6.2.单向阀、8.溢流阀、10.单向阀、12.1梭阀、12.1梭阀、16. 溢流阀、19.节流阀、21. 溢流阀，安装在油路块28上,并通过油路块上的油孔通道将各通用液压元件油口连接起来。

主要制造工作是在集成阀图33的油路块28上钻孔、攻丝，然后将集成控制方案图2中的各种通用液压元件安装在油路块28上；所选用的元件都是目前市场上比较主流的通用液压元件；由于图3~7所示集成阀的油路块28仅仅是油路通道，故障将主要出在装在油路块28上的各种通用液压元件，而对通用元件的故障诊断技术已经非常成熟，一旦出现局部故障，只需维修或更换某个通用液压元件，而不必整体报废。

在举升液压集成阀组33上各二通插入件,各控制盖板,二位四通电磁换向阀9，二位四通电磁换向阀17，二位四通电磁阀22是举升液压集成阀组最重要的元件，是实现4个基本动作功能所必须需要的元件；而单向阀6.1，6.2，节流阀4.1，4.2, 背压阀27.1,27.2可以使4个基本动作更加稳定，可靠。

本发明集成控制方案控制功能实施如下：

   举升液压系统在举升时采用双联齿轮泵2的两个压力油输出油口的合流来达到需要的大流量；在整个举升过程中，包括了4个基本动作功能、 7个安全保护功能：

1、举升位置：当电磁换向阀9电磁铁通电，二通溢流阀5，7建立系统压力，压力油通过单向阀6.1，6.2合流；当二位四通电磁阀13电磁铁通电，二通方向阀插入件14打开，双联齿轮泵1给三级伸缩油缸23.1，23.2的大腔供油，三级伸缩油缸的小腔经过二通溢流插入件15接通油箱，实现快速抬起车厢；

2、保持位置：所有电磁铁都不带电，二通方向插入件11，14在压力油的作用下关闭，三级伸缩油缸10大腔的油路被断开，车厢停止运动，同时单向平衡阀11还可以阻止车厢继续抬起；

3、浮动下降位置：电磁换向阀22得电，二通流量控制阀18打开，车厢在自重的作用下下落，下落速度由二通流量控制阀18控制；

4、迫降位置：当电磁换向阀9电磁铁通电，二通溢流阀5，7建立系统压力，压力油通过单向阀6.1，6.2合流；当二位四通电磁阀13另一端电磁铁通电，二通方向阀插入件11打开；电磁换向阀17得电，二通溢流插入件15限压，双联叶片泵1给三级伸缩油缸23.1，23.2的小腔供油，同时电磁换向阀22电磁铁得电，油缸大腔通过二通流量插入件接通油箱，同时压力油迫使三级伸缩油缸10回缩，车厢快速下降；

5、车厢自重下降速度的调节：调节带有行程控制的二通流量控制插入件18来调节下降速度，而举升的速度二通流量控制插入件18的影响，因此，实现了单向节流阀的功能；

6、举升压力的调节：举升系统的压力由装于控制盖板36.2上的插装式溢流阀8设定，来保护齿轮泵2；

7、三级伸缩油缸23.1，23.2活塞杆的保护：在车厢压力迫降的过程中，为避免车厢下落负载很大时例如车厢下部堆有大量矿石，强制迫降，可能会损坏油缸，因此增设二通溢流阀20来限制迫降压力；

8、防止拔缸：随着车厢的逐渐抬起，矿石的重心可能会到车厢与车架的铰接重心线以后，使举升系统的负载变为超越负载，使车厢加速运动，可能损害举升三级伸缩油缸23.1，23.2，单向平衡阀25用来避免拔缸；

9、减小换向冲击：在插装阀的弹簧腔油路上增设固定节流口，来增加换向的时间，对于三位四通电磁换向阀13，则通过在进油口增加阻尼孔来减低先导控制压力，减慢换向的速度，防止液压冲击；

10、液压泵故障时，防止车厢突然落下：在举升的过程中，如果液压泵发生故障，无流量输出，为防止车厢突然下落，举升回路设置单向阀6.1，6.2；

11、制动冷却：当两位四通电磁阀9不得电，控制二通溢流阀插入件5、7开启,齿轮泵的压力油通过二通溢流阀插入件5、7和由插装阀4.1、27.1组成的单向节流阀附加油路块35和由插装阀4.2、27.2组成的单向节流阀附加油路块34接入冷却回路可给制动器提供冷却油源。

Claims (3)

1. 一种大吨位电动轮矿用自卸车举升液压集成系统，其包括双联齿轮泵（2 ）、油箱( 29）、高压滤油器（31、32）、回油滤油器（26）和举升油缸（23.1、23.2)，其特征在于，还设有集成阀组（33 ) ；所述油箱（29）依次与双联齿轮泵（2）、高压滤油器（31、32）和集成阀组（33）连通，集成阀组（33）内的各液压元件与举升油缸（23.1、23.2）连通，举升油缸(23.1、23.2）再与油箱（29）连通；

所述集成阀组（33）包括以下液压元件：第一二通溢流阀插入件（5）、第二二通溢流阀插入件（7）、第三二通溢流阀插入件（15）、第四二通溢流阀插入件（20 ）、第一二通方向阀插入件（11）、第二二通方向阀插入件（14）、二通流量插入件（18）、第一溢流阀（8）、第二溢流阀（16）、第三溢流阀（21）、第一插装式梭阀（12 .1）、第二插装式梭阀（12.2）、第一二位四通电磁换向阀（9）、第二二位四通电磁换向阀（17）、第三二位四通电磁换向阀（22）、节流阀（19）和第一单向阀（10）、以及第一控制盖板（36.1）、第二控制盖板（36.2）、第三控制盖板（36.3）、第四控制盖板（36.4）、第五控制盖板（36.5）、第六控制盖板（36.6）、第七控制盖板（36.7 )，上述各部件通过一内部设有液压油流动通道的油路块（28）联接组合而成；

集成阀组（33）与外部油路有如下联接关系，即从双联齿轮泵来的压力油接油路块（28）的第一进油口（Pl）和第二进油口（P2），油路块( 28）的第一回油口（T3）接回油滤油器通至油箱；油路块的第二回油口（T4）、第三回油口（T5）分别接冷却回路的入口；第一泄油口（L1）和第二泄油口（L2）直接接油箱；油路块（28）的压力油输出口包括两路，一路接举升油缸举升腔的第一油口（Al）和第二油口（A2)，另一路通过平衡阀（25）再接举升缸的迫降腔即B 口；

双联齿轮泵的两路压力油分别经过第一二通溢流阀插入件（5）和第二二通溢流阀插入件（7) ，经过第二单向阀（6.1）和第三单向阀（6.2）合流后与第二二通方向阀插入件（14）和第一二通方向阀插入件（11）相接，通过第二二通方向阀插入件（14）进入举升大腔，或通过第一二通方向阀插入件（11）进入迫降腔；第三控制盖板（36.3）安装于第一二通方向阀插入件（11）上，该控制盖板内部装有第一插装式梭阀（12.1）而上部装有三位四通电磁阀（13）而且内部连通，第四控制盖板（36.4）安装于第二二通方向阀插入件（14）上而且内部连通，该控制盖板内部装有第二插装式梭阀（12.2 ) ，由三位四通电磁阀（13）、第一插装式梭阀（12.1）及第二插装式梭阀（12.2）分别控制第一二通方向阀插入件（11）及第二二通方向阀插入件（14）的启闭，决定举升缸迫降腔进油和举升腔进油；

所述集成阀组（33）中，二通流量插入件（18）通过油路块内部油路联接油箱和举升缸的大腔，装于二通流量插入件（18）上的第五控制盖板（36.5）上连有第三二位四通电磁换向阀（22）而且内部连通，该阀决定二通流量插入件（18）的启闭从而决定系统回油；节流阀（19）与二通流量插入件（lS）并联；第六控制盖板（36.6）安装于第四二通溢流阀插入件（20）上而且内部连通，第三溢流阀（21）安装于第六控制盖板（36.6）上而且内部连通，第四二通溢流阀插入件（20）通过油路块（28）内部油路与举升缸的大腔和油箱相连，第三溢流阀（21）决定举升的安全压力；二通溢流阀插入件（18）通过安装于其上的第七控制盖板（36.7）与安装于第七控制盖板（36.7）上的第二二位四通电磁换向阀（17）和第二溢流阀（16）连接，并通过油路块（28）内部油路与举升缸迫降腔和油箱相连，决定迫降安全压力和迫降腔的回油；

所述集成阀组（33 ）中，第一插装式溢流阀（8）联接于第一控制盖板（36.1）上的一侧，第一插装式溢流阀（8）的进油口通过第一二通溢流阀插入件（5）和第二二通溢流阀插入件（7）分别与第一进油口（Pl）和第二进油口（P2）相通，出油口与第二泄油口（L2 ）相通；

油路块（25）上设有第一附加油路块（34）和第二附加油路块（35 )：第一二通溢流阀插入件（5）和第二二通溢流阀插入件（7）分别通过由第一插装节流阀（4.1）、第一插装背压阀(27.1）组成的单向节流阀附加油路块（35）和由第二插装节流阀（4.2）、第二插装背压阀（27.2）组成的单向节流阀附加油路块（34）接入冷却回路，由联接于第二控制盖板（36.2）上的第一二位四通电磁换向阀（9）控制第一二通溢流阀插入件（5）和第二二通溢流阀插入件（7）的启闭从而控制第一进油口（Pl ）和第二进油口（P2 ）接入冷却回路。

2.根据权利要求1所述举升液压集成系统，其特征在于，各阀件中，第一二通溢流阀插入件（5）、第二二通溢流阀插入件（7 ）、第三二通溢流阀插入件（15 ）、第四二通溢流阀插入件（20 )、第一二通方向阀插入件（11 ）、第二二通方向阀插入件（14 )、二通流量插入件（18 ）为二通插装阀；第一溢流阀（8）、第二溢流阀（16）、第三溢流阀（21 ）、第一插装式梭阀（12 . 1）、第二插装式梭阀（12 . 2 ）、第一单向阀（10）、第二单向阀（6 . 1 ）和第三单向阀（6.2）、第一节流阀(4 .1）、第二节流阀（4 .2）、第三节流阀（19）和第一插装背压阀（27.1）、第一插装背压阀（27.2）为螺纹插装阀。

3.根据权利要求1 或2所述举升液压集成系统，其特征在于，所述举升油缸为300 吨级三级伸缩油缸。

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