CN103883588A - 推耙机液压油缸碰撞缓冲系统控制方法 - Google Patents

推耙机液压油缸碰撞缓冲系统控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种推耙机液压油缸碰撞缓冲系统控制方法。本发明首先根据对行进速度和加速度情况的判断，参照正常工作及碰撞情况下油压变化的数据，设定有相应的溢流阀开启条件；在正常工作过程中，当油缸压力和加速度无剧烈变化时，溢流阀关闭，保证作业所需的推力；当发生碰撞时，根据油缸压力和加速度变化判定碰撞发生，控制器根据油缸压力和行进速度设定溢流阀开启压力，控制溢流阀在到达压力时开启，起到阻尼缓冲作用。本发明克服了传统溢流阀开启压力固定，不能在油缸压力到溢流阀开启压力前溢流卸压的缺点，能够在碰撞发生的第一时间起到缓冲作用，大大降低碰撞应力，提高结构件疲劳寿命。

Description

推耙机液压油缸碰撞缓冲系统控制方法
技术领域
本发明属于液压油缸技术领域，涉及一种推耙机液压油缸碰撞缓冲系统控制方法。
背景技术
推耙机采用液压油缸系统，包括2个提升油缸，2个推耙油缸。在正常工作过程中，提升油缸受压力作用，而推耙油缸受力由工况决定；由于推耙机在船舱等工作环境下容易发生与船舱的碰撞，在发生碰撞时提升油缸、推耙油缸均受到巨大的冲击压力，容易损坏液压密封件及油路，而传递到推耙机H架的冲击力容易造成焊缝裂纹的扩展进而引发失效。
为了防止在荷载超过推耙机功率及碰撞情况下出现过高压力，通常在提升油缸的无杆腔油路和推耙油缸的有杆腔油路设有溢流阀，在油缸压力过高的情况下能卸压避免压力过高损坏油缸及压力过大损坏H架焊接结构。
这种设定固定溢流阀的设置方式，在正常工作载荷过大时能起到保护作用，但是在发生碰撞时在油压上升阶段起不到缓冲作用，此时冲击力完全作用于H架上，而根据测试数据，大多数碰撞情况下压力达不到溢流阀开启压力，从而在大部分状况下失去缓冲作用；另一方面由于大部分碰撞左右油缸受力状况不同，即使在压力达到的情况下也会发生一侧油缸溢流阀开启而另一侧溢流阀不开启的状况，这样使得H架受到扭转力的作用，对于疲劳寿命有更大的影响。同时由于在碰撞后有一个油压上升阶段，不能第一时间进行有效缓冲，缓冲吸能效果较差，不能有效的保护油缸及H架。
目前已有溢流阀内置于活塞杆的设计，但由于仍基于传统溢流阀，上述缺点依然存在。
发明内容
为了解决目前液压油缸碰撞缓冲系统采用固定压力溢流阀反应较慢、在碰撞压力小时无法起到缓冲作用及会引发额外扭转力的问题，现提出一种推耙机液压油缸碰撞缓冲系统控制方法。
本发明的具体技术方案如下：
设定经验数据库，根据油缸压力和行进速度作为工作情况的判定依据，以加速度变化情况作为碰撞发生判定条件，设定相应的溢流阀开启压力。
在正常工作过程中，当油压和加速度无剧烈变化时，溢流阀关闭，保证作业所需的推力，此状况下溢流阀开启条件为油缸的最大安全压力，防止对油缸造成损坏。
当发生碰撞时，根据加速度和油压变化判定碰撞发生，控制器根据油缸压力和行进速度设定相应溢流阀开启压力，控制溢流阀在到达开启压力时开启，起到阻尼缓冲作用。
所述溢流阀开启压力由油缸压力和行进速度选择，查询经验数据库后得到相应的溢流阀开启压力。
所述经验数据库记录了不同油缸压力和行进速度对应的溢流阀开启压力，并且记录了作为碰撞发生判定依据的油压变化量和对应的加速度值。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：通过对油缸压力及行进速度的测量，参照经验数据库，智能的选择溢流阀开启压力，克服了固定溢流阀不能覆盖所有碰撞的缺点；提升油缸和推耙油缸通过控制器成组开启，避免了扭转力对于H架疲劳寿命的影响；通过加速度传感器判定碰撞的发生，能在碰撞瞬间开启溢流阀，提高了缓冲吸能效果。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例中提供的油缸系统结构图，由于左右油缸同型且对称布置，图中仅画出1个提升油缸和1个推耙油缸。
图2是本发明实施例中提供的控制方式示意图。
图3是本发明实施例中提供的安装位置示意图。
图中：1-液压传感器；2-加速度传感器；3-速度传感器；4-控制器；5-电磁溢流阀；6-提升油缸；7-推耙油缸；8-油箱。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明实施方案作进一步的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的液压油缸碰撞缓冲系统，该系统取液压传感器1，加速度传感器2，速度传感器3的测试数据，通过控制器4的判定，在选定的溢流阀开启压力实现电磁溢流阀5的开启，电磁溢流阀5接至油箱8。考虑到碰撞时的受力状况，提升油缸6液压传感器装在无杆腔油路，推耙油缸7液压传感器装在有杆腔油路。
安装位置如图3所示，铲刀左右油缸铰点处设有加速度传感器2，驱动轮设有速度传感器3，且速度传感器为转速传感器。
如图2所示，本发明实施例提出了一种液压油缸碰撞缓冲系统控制方法，所述包括以下步骤：
设定经验数据库，根据油缸压力和行进速度作为工作情况的判定依据，以加速度变化情况作为碰撞发生判定条件，设定相应的溢流阀开启压力；
当推耙机正常工作时，油压变化量和加速度变化都较小（油压变化量小于10MPa/s,加速度小于5m/s2），以此可以作为控制器判定推耙机处于正常工作的条件，此时溢流阀压力值设定为油缸最大安全压力（21MPa），以维持推力和保护油缸。
根据实验数据所得经验数据库，当发生碰撞时，油缸压力和加速度都有较大波动，为考虑系统反应的快速性，采用安装在推耙刀上的加速度传感器测定加速度，当同时满足油压变化量和加速度大于实验值（油压变化量40MPa/s,加速度10m/s2）时，判定为碰撞发生，此时综合速度传感器的速度值，根据经验数据库选择合适的溢流阀开启压力。
本发明涉及的经验数据库由于推耙机的功率载荷等不同需要分别实地加以测试获得，具体测试方法不在本发明叙述之中。
本发明实施例还公开了一种推耙机，该推耙机应用了上述的液压油缸碰撞缓冲系统。推耙机的其它部分可以参考现有技术，在此不做赘述。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1. 推耙机液压油缸碰撞缓冲系统控制方法，其特征在于：该推耙机的提升油缸无杆腔油路和推耙油缸有杆腔油路中分别设有检测油缸压力的液压传感器，铲刀左右油缸铰点处设有加速度传感器，驱动轮设有速度传感器，该方法具体是：
设定经验数据库，根据油缸压力和行进速度作为工作情况的判定依据，以加速度变化情况作为碰撞发生判定条件，设定相应的溢流阀开启压力；
在正常工作过程中，当油压和加速度无剧烈变化时，溢流阀关闭，保证作业所需的推力，此状况下溢流阀开启条件为油缸的最大安全压力，防止对油缸造成损坏； 
当发生碰撞时，根据加速度和油压变化判定碰撞发生，控制器根据油缸压力和行进速度设定相应溢流阀开启压力，控制溢流阀在到达开启压力时开启，起到阻尼缓冲作用。
2.根据权利要求1所述的推耙机液压油缸碰撞缓冲系统控制方法，其特征在于：溢流阀开启压力由油缸压力和行进速度选择，查询经验数据库后得到相应的溢流阀开启压力。
3.根据权利要求1所述的推耙机液压油缸碰撞缓冲系统控制方法，其特征在于：所述经验数据库记录了不同油缸压力和行进速度对应的溢流阀开启压力，并且记录了作为碰撞发生判定依据的油缸压力变化量和对应的加速度值。
4.根据权利要求1所述的推耙机液压油缸碰撞缓冲系统控制方法，其特征在于：所述溢流阀为电磁溢流阀。
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