CN102418355B - 一种挖掘机及其斗杆的液压系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种挖掘机及其斗杆的液压系统，液压系统包括：斗杆油缸，包括无杆腔和有杆腔；第一油路，与无杆腔相连通；第二油路，与有杆腔相连通；第三油路，连接第二油路；斗杆控制阀，用于：接到挖土信号时，使供油油路连通第一油路；接到倒土信号时，使供油油路连通第三油路，使回油油路连通第一油路；第三油路和第二油路之间有换向阀；第二油路连接有液控阀，用于：接到挖土信号时，液控阀位于导通位使换向阀导通，从而第二油路连通回油油路；接到倒土信号时，液控阀位于截止位使换向阀截止，从而使液压油仅能从第三油路向第二油路单向流动。本发明能够在倒土作业中，可靠的保持斗杆的位置，简单有效的防止因斗杆意外下沉而产生的危险。
Description
技术领域
本发明涉及工程机械，特别是涉及一种挖掘机及其斗杆的液压系统。
背景技术
挖掘机是工程机械的一种，广泛用于建筑、道路、矿山等工程领域，主要作用是进行挖掘作业。
图1为现有技术的挖掘机的外形结构图，如图所示，挖掘机的工作部分，主要包括铲斗(bucket)110、斗杆(arm)120和动臂(boom)130，而这些工作部件，都是靠液压油缸来推动的。其中，斗杆120由斗杆油缸121来驱动。
图2为现有挖掘机进行倒土操作的示意图；如图2所示，在铲斗110翻转的倒土过程中，为了防止挖掘机触碰运土卡车，需要斗杆120的位置保持不动。而此时，斗杆120外伸到最大，铲斗的重量、铲斗所负载重物的重量、以及斗杆自身的重量所组成的负荷组合对斗杆油缸121产生了最大的作用效果，一旦高压油停止进入有杆腔，在该负荷组合的作用下将会不可控地出现斗杆120下沉的危险状况。因此如何在倒土作业中，可靠的保持斗杆120的位置，是有待解决的技术问题。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种挖掘机及其斗杆的液压系统，能够在倒土作业中，可靠的保持斗杆的位置，简单有效的防止因斗杆意外下沉而产生的危险。
为了实现上述目的，一方面，提供了一种挖掘机斗杆的液压系统，包括：
斗杆油缸，包括无杆腔和有杆腔；
第一油路，与所述无杆腔相连通；
第二油路，与所述有杆腔相连通；
第三油路，连接所述第二油路；
斗杆控制阀，分别与所述第一油路、第二油路、第三油路和供油油路连接，用于：当接到挖土信号时，使供油油路连通所述第一油路；当接到倒土信号时，使所述供油油路连通所述第三油路，使回油油路连通所述第一油路；
所述第三油路和所述第二油路之间设置有换向阀；
所述第二油路连接有控制所述换向阀的液控阀，用于：当接到挖土信号时，所述液控阀位于导通位使所述换向阀导通，从而所述第二油路连通所述回油油路；当接到倒土信号时，所述液控阀位于截止位使所述换向阀截止，从而使液压油仅能从所述第三油路向所述第二油路单向流动。
优选地，上述的液压系统中，所述液控阀为两位液控阀，所述导通位为所述两位液控阀的右位，所述截止位为所述两位液控阀的左位。
优选地，上述的液压系统中，所述换向阀包括阀芯、上部控制腔和下部通路腔；
所述上部控制腔与所述液控阀连接，所述液控阀位于所述导通位时，所述上部控制腔泻压，所述阀芯上移，所述换向阀导通；所述液控阀位于所述截止位时，所述液控阀将来自所述第二油路的压力传导至所述上部控制腔，所述阀芯下移，所述换向阀截止。
优选地，上述的液压系统中，所述斗杆控制阀为三位阀，当接到挖土信号时，所述斗杆控制阀位于右位；当接到倒土信号时，所述斗杆控制阀位于左位，所述斗杆控制阀的中位为截止位。
本发明还提供一种挖掘机，包括斗杆的液压系统，所述液压系统包括：
斗杆油缸，包括无杆腔和有杆腔；
第一油路，与所述无杆腔相连通；
第二油路，与所述有杆腔相连通；
第三油路，连接所述第二油路；
斗杆控制阀，分别与所述第一油路、第二油路、第三油路和供油油路连接，用于：当接到挖土信号时，使供油油路连通所述第一油路；当接到倒土信号时，使所述供油油路连通所述第三油路，使回油油路连通所述第一油路；
所述第三油路和所述第二油路之间设置有换向阀；
所述第二油路连接有控制所述换向阀的液控阀，用于：当接到挖土信号时，所述液控阀位于导通位使所述换向阀导通，从而所述第二油路连通所述回油油路；当接到倒土信号时，所述液控阀位于截止位使所述换向阀截止，从而使液压油仅能从所述第三油路向所述第二油路单向流动。
优选地，上述的挖掘机中，所述液控阀为两位液控阀，所述导通位为所述两位液控阀的右位，所述截止位为所述两位液控阀的左位。
优选地，上述的挖掘机中，
所述换向阀包括阀芯、上部控制腔和下部通路腔；
所述上部控制腔与所述液控阀连接，所述液控阀位于所述导通位时，所述上部控制腔泻压，所述阀芯上移，所述换向阀导通；所述液控阀位于所述截止位时，所述液控阀将来自所述第二油路的压力传导至所述上部控制腔，所述阀芯下移，所述换向阀截止。
优选地，上述的挖掘机中，所述斗杆控制阀为三位阀，当接到挖土信号时，所述斗杆控制阀位于右位；当接到倒土信号时，所述斗杆控制阀位于左位，所述斗杆控制阀的中位为截止位。
本发明实施例至少存在以下技术效果：
1)本发明实施例通过第二油路的液控阀以及第三油路的换向阀，配合整个液压系统，简单方便的实现了挖土操作时对斗杆的下沉锁定，在没有高压油进入有杆腔时也不会发生斗杆及铲斗因自重突然下沉的状况，从而起到了充分的安全保护的效果。
2)相对于现有技术，本发明实施例通过第二油路的液压作用于液控阀以及换向阀，因此实现起来简单方便，成本低廉，并且，这种通过液压回路和液压阀的实现方式非常可靠，所以本发明能够以较低的成本大大提升挖掘机的安全性，从而增加产品的市场竞争力。
附图说明
图1为现有技术的挖掘机的外形结构图；
图2为现有挖掘机进行倒土操作的示意图；
图3为本发明实施例提供的液压系统的示意图；
图4为本发明实施例提供的液压系统第二油路单向导通的示意图；
图5为本发明实施例提供的液压系统第二油路双向导通的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对具体实施例进行详细描述。
图3为本发明实施例提供的液压系统的示意图，如图3所示，挖掘机斗杆的液压系统，包括：
斗杆油缸，包括无杆腔311和有杆腔312；
第一油路301，与所述无杆腔311相连通；
第二油路302，与所述有杆腔312相连通；
第三油路303，连接所述第二油路302；
斗杆控制阀320，用于：当接到挖土信号时，使供油油路304连通所述第一油路301；当接到倒土信号时，使所述供油油路304连通所述第三油路303，使回油油路305连通所述第一油路301；
所述第三油路303和所述第二油路302之间设置有换向阀330
所述第二油路302连接有控制所述换向阀330的液控阀340，用于：当接到挖土信号时，所述液控阀340位于导通位使所述换向阀330导通，从而所述第二油路连通所述回油油路；当接到倒土信号时，所述液控阀340位于截止位使所述换向阀330截止，从而使液压油仅能从所述第三油路向所述第二油路单向流动。
可见，在斗杆进行倒土作业时，所述液控阀位于截止位，使第二油路302不能回油，所述第二油路302中的液压油只能朝向有杆腔312单向流动，液压油缸的活塞杆只能缩短，不能伸长，从而斗杆只能上升，无法下沉。本发明通过第二油路的液控阀以及第三油路的换向阀，配合整个液压系统，简单方便的实现了挖土操作时候对斗杆的下沉锁定，即使没有高压油进入有杆腔，也不会发生斗杆及铲斗因自重而突然下沉的状况，从而起到了充分的安全保护的效果。
其中，所述液控阀340为两位液控阀，所述导通位为所述两位液控阀的右位，所述截止位为所述两位液控阀的左位。
所述换向阀330包括阀芯、上部控制腔和下部通路腔；所述上部控制腔与所述液控阀连接，所述液控阀位于所述导通位时(参考图5)，所述上部控制腔泻压，所述阀芯上移，所述换向阀导通；所述液控阀位于所述截止位时(参考图4)，所述液控阀将来自所述第二油路的压力传导至所述上部控制腔，当第二油路的压力大于第三油路的压力时(说明超出负荷斗杆将要下沉)，所述阀芯在第二油路的压力之下下移，所述换向阀截止，锁定所述斗杆。
其中，所述斗杆控制阀320为三位阀，当接到挖土信号时，所述斗杆控制阀位于右位；当接到倒土信号时，所述斗杆控制阀位于左位，所述斗杆控制阀的中位为截止位。
以下对挖土和倒土过程进行进一步的描述。
斗杆安全锁定主要通过液控阀340和换向阀330组合完成。其工作过程如下：
当液控阀340处于左位状态时(斗杆倒土)，第二油路302中只能实现如图4中箭头方向所示的单流向。
倒土液压原理如下：当斗杆处于倒土作业时候，液控阀340处于左位工作状态，从供油油路304来的高压油经过斗杆控制阀320后再经过第二油路302(处于单向导通状态)进入斗杆的有杆腔，斗杆无杆腔的排出油经过第一油路301以及斗杆控制阀320进入回油油路305。
挖土液压原理如下：当斗杆处于挖土状态时候，从供油油路304来的高压油经过斗杆控制阀320再经过第一油路301进入斗杆油缸的无杆腔311；在斗杆控制阀320收到挖土信号的同时，液控阀340也收到液压指示信号，使得其处于右位工作状态，这样从斗杆油缸有杆腔311出来的高压油就可以经过第二油路302及换向阀330进入回油油路305。
在斗杆倒土的过程中，当斗杆外伸到最大状态时候，此时候由斗杆的重量，加上铲斗及铲斗所负载重物的重量处于最大作用效果位置，而斗杆油缸此时处于最小作用效果位置，一旦没有高压油进入有杆腔，以上的负荷组合会造成斗杆及铲斗因自重产生下沉，如果第二油路没有锁闭，将会不可控地出现斗杆下沉的危险状况，即斗杆油缸有杆腔的高压油在超极限负荷下要实现反向回油。但是，因为此时本发明的液控阀340处于左位工作状态，即第二油路只能实现单向流向，因此有杆腔中的高压油的反向回流无法实现，因此斗杆被动下沉的危险就被避免了。
此外，本发明实施例还提供一种挖掘机，包括斗杆的液压系统，所述液压系统包括：
斗杆油缸，包括无杆腔和有杆腔；
第一油路，与所述无杆腔相连通；
第二油路，与所述有杆腔相连通；
第三油路，连接所述第二油路；
斗杆控制阀，用于：当接到挖土信号时，使供油油路连通所述第一油路；当接到倒土信号时，使所述供油油路连通所述第三油路，使回油油路连通所述第一油路；
所述第三油路和所述第二油路之间设置有换向阀；
所述第二油路连接有控制所述换向阀的液控阀，用于：当接到挖土信号时，所述液控阀位于导通位使所述换向阀导通，从而所述第二油路连通所述回油油路；当接到倒土信号时，所述液控阀位于截止位使所述换向阀截止，从而使液压油仅能从所述第三油路向所述第二油路单向流动。
其中，所述换向阀包括阀芯、上部控制腔和下部通路腔；所述上部控制腔与所述液控阀连接，所述液控阀位于所述导通位时，所述上部控制腔泻压，所述阀芯上移，所述换向阀导通；所述液控阀位于所述截止位时，所述液控阀将来自所述第二油路的压力传导至所述上部控制腔，所述阀芯下移，所述换向阀截止。
由上可知，本发明实施例具有以下优势：
1)本发明实施例通过第二油路的液控阀以及第三油路的换向阀，配合整个液压系统，简单方便的实现了挖土操作时对斗杆的下沉锁定，在没有高压油进入有杆腔时也不会发生斗杆及铲斗因自重突然下沉的状况，从而起到了充分的安全保护的效果。
2)相对于现有技术，本发明实施例通过第二油路的液压作用于液控阀以及换向阀，因此实现起来简单方便，成本低廉，并且，这种通过液压回路和液压阀的实现方式非常可靠，所以本发明能够以较低的成本大大提升挖掘机的安全性，从而增加产品的市场竞争力。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种挖掘机斗杆的液压系统，包括：
斗杆油缸，包括无杆腔(311)和有杆腔(312)；
第一油路(301)，与所述无杆腔相连通；
第二油路(302)，与所述有杆腔相连通；
第三油路(303)，连接所述第二油路；
斗杆控制阀(320)，分别与所述第一油路(301)、第二油路(302)、第三油路(303)和供油油路(304)连接，用于：当接到挖土信号时，使供油油路(304)连通所述第一油路；当接到倒土信号时，使所述供油油路连通所述第三油路，使回油油路(305)连通所述第一油路；
其特征在于，
所述第三油路和所述第二油路之间设置有换向阀(330)；
所述第二油路连接有控制所述换向阀的液控阀(340)，用于：当接到挖土信号时，所述液控阀位于导通位使所述换向阀导通，从而所述第二油路连通所述回油油路；当接到倒土信号时，所述液控阀位于截止位使所述换向阀截止，从而使液压油仅能从所述第三油路向所述第二油路单向流动。
2.根据权利要求1所述的液压系统，其特征在于，所述液控阀为两位液控阀，所述导通位为所述两位液控阀的右位，所述截止位为所述两位液控阀的左位。
3.根据权利要求1或2所述的液压系统，其特征在于，
所述换向阀包括阀芯、上部控制腔和下部通路腔；
所述上部控制腔与所述液控阀连接，所述液控阀位于所述导通位时，所述上部控制腔泻压，所述阀芯上移，所述换向阀导通；所述液控阀位于所述截止位时，所述液控阀将来自所述第二油路的压力传导至所述上部控制腔，所述阀芯下移，所述换向阀截止。
4.根据权利要求1所述的液压系统，其特征在于，所述斗杆控制阀为三位阀，当接到挖土信号时，所述斗杆控制阀位于右位；当接到倒土信号时，所述斗杆控制阀位于左位，所述斗杆控制阀的中位为截止位。
5.一种挖掘机，包括斗杆的液压系统，所述液压系统包括：
斗杆油缸，包括无杆腔(311)和有杆腔(312)；
第一油路(301)，与所述无杆腔相连通；
第二油路(302)，与所述有杆腔相连通；
第三油路(303)，连接所述第二油路；
斗杆控制阀(320)，分别与所述第一油路(301)、第二油路(302)、第三油路(303)和供油油路(304)连接，用于：当接到挖土信号时，使供油油路(304)连通所述第一油路；当接到倒土信号时，使所述供油油路连通所述第三油路，使回油油路(305)连通所述第一油路；
其特征在于，
所述第三油路和所述第二油路之间设置有换向阀(330)；
所述第二油路连接有控制所述换向阀的液控阀(340)，用于：当接到挖土信号时，所述液控阀位于导通位使所述换向阀导通，从而所述第二油路连通所述回油油路；当接到倒土信号时，所述液控阀位于截止位使所述换向阀截止，从而使液压油仅能从所述第三油路向所述第二油路单向流动。
6.根据权利要求5所述的挖掘机，其特征在于，所述液控阀为两位液控阀，所述导通位为所述两位液控阀的右位，所述截止位为所述两位液控阀的左位。
7.根据权利要求5或6所述的挖掘机，其特征在于，
所述换向阀包括阀芯、上部控制腔和下部通路腔；
所述上部控制腔与所述液控阀连接，所述液控阀位于所述导通位时，所述上部控制腔泻压，所述阀芯上移，所述换向阀导通；所述液控阀位于所述截止位时，所述液控阀将来自所述第二油路的压力传导至所述上部控制腔，所述阀芯下移，所述换向阀截止。
8.根据权利要求5所述的挖掘机，其特征在于，所述斗杆控制阀为三位阀，当接到挖土信号时，所述斗杆控制阀位于右位；当接到倒土信号时，所述斗杆控制阀位于左位，所述斗杆控制阀的中位为截止位。
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