CN105971954B - 一种有效保证液压马达驱动正常制动的方法 - Google Patents

一种有效保证液压马达驱动正常制动的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种有效保证液压马达驱动正常制动的方法，属于液压马达驱动制动技术领域。本发明的有效保证液压马达驱动正常制动的方法，是通过液压马达制动系统对液压马达的制动进行控制的，该制动系统中梭阀阀腔的顶部通过出油道与出油口C相连通，阀腔的底部设有回油道，阀芯的内部加工有沿竖直方向分布的通孔，且阀芯的左、右两端设有弹性复位装置，当液压系统停止供油时，通过弹性复位装置使阀芯强制复位，从而使出油道、通孔及回油道连通形成梭阀的卸荷通道。采用本发明的方法能够使梭阀按照要求进行泄压，从而能够保证制动器的正常制动，使液压马达齿轮驱动正常工作。

Description

一种有效保证液压马达驱动正常制动的方法
技术领域
本发明属于液压马达驱动制动技术领域，更具体地说，涉及一种有效保证液压马达驱动正常制动的方法。
背景技术
随着经济的迅速发展，锯木厂及相关的工厂对木头的搬运主要借助抓木器，抓木器是木材装载机中的重要机械设备，抓木器性能的好坏直接影响着木材抓取的工作效率。而现有的抓木器主要包括机械结构和液压式两种，机械式是靠部件间的机械传动带动抓木器的闭合或张开，液压式是通过液压泵来控制液压回转马达正反方向回转，从而控制抓木器的运动，大大减少了部件传动。
液压式回转抓木器在工作过程中通常通过旋转驱动装置带动抓斗进行旋转，而现有液压式回转抓木器的旋转驱动大多采用蜗轮蜗杆驱动装置，由于蜗轮蜗杆驱动装置具有良好的自锁功能，无需采用额外的制动装置进行制动，但蜗杆在传动过程中易发生损坏，需经常更换，从而影响抓木器的正常作业，导致其工作效率低下，作业成本大大增加。
为了解决以上问题，申请人采用齿轮驱动代替蜗轮蜗杆驱动装置，从而可以减少回转驱动装置的损坏及更换，显著提高抓木器的工作效率。上述齿轮驱动是通过液压马达驱动齿轮机构作回转运动，从而带动抓斗进行旋转的，但由于齿轮不具有自锁功能，无法实现抓木器旋转驱动的制动，因此需要设置专门的制动器对液压马达驱动进行制动。现有液压马达驱动的制动器通常采用常闭式多片盘式制动器，该制动器的进油口与梭阀的出油口相连，当通过梭阀向制动器的进油口供油时，通过油压克服弹簧力推开活塞从而将制动器打开，使液压马达驱动正常运转；当关闭液压系统时，液压系统停止供油，制动器内的油压释放并由弹簧力推动活塞，从而实现液压马达的制动。但当上述制动器内的油液回油时，由于液压系统回油背压过高，从而导致现有梭阀不能按照要求泄压，进而造成制动器不能正常制动，影响液压马达驱动的正常工作。
如，中国专利申请号200820087350.6，申请日为2008年05月16日，发明创造名称为：液压回转装置延时缓冲制动机构，该申请案包括连接液压马达的阀组，驱动液压马达转动方向的换向阀，以及实现制动器对液压马达延时缓冲的制动系统密封连接在阀组上，在启动时高压油经换向阀通过高压梭阀和单向节流阀打开制动器和平衡阀，使整个回转装置正常工作；在停止时系统压力瞬间消失，由于单向节流阀的保压功能，将一部分油压缓慢释放，来延时平衡阀与制动器的关闭时间，从而能够实现缓冲功能，使回转设备在停止时的惯性冲击释放，从而达到设备运行平稳、消除冲击的目的。但该申请案中制动器内的油液即不能顺利回油，从而导致制动器不能正常制动，影响液压马达驱动的正常工作。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于克服现有液压马达驱动采用齿轮进行传动时，由于液压系统回油背压过高，从而导致制动器不能正常制动的不足，提供了一种有效保证液压马达驱动正常制动的方法。采用本发明的方法能够有效消除背压影响，使梭阀按照要求进行泄压，从而能够保证制动器的正常制动。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种有效保证液压马达驱动正常制动的方法，该方法是通过液压马达制动系统对液压马达的制动进行控制的，其步骤为：
步骤A、液压马达正转：通过电磁控制系统控制换向阀的阀芯位置，使压力油经梭阀的出油口C进入制动器，解除制动，并使液压马达正转；
步骤B、制动：液压系统停止供油，使液压马达停止运转，并对制动器进行泄压，从而对液压马达进行制动；
步骤C、液压马达反转：
通过电磁控制系统控制换向阀进行换向，使压力油经梭阀的出油口C进入制动器，解除制动，并使液压马达反转。
更进一步的，液压马达制动系统对液压马达的制动进行控制的具体过程为：
步骤A、液压马达正转：
控制油泵输出的油液经换向阀的A口输出，并由梭阀的第一进油口A1进入梭阀阀腔，从而推动阀芯向右运动，梭阀的第一进油口A1与第一出油道打开形成通路，压力油通过第一出油道后经出油口C流出并进入制动器，从而解除制动；同时压力油还通过管道进入液压马达的第一工作口A2，从而使液压马达正转；
步骤B、制动：
控制换向阀的A口停止供油，则液压马达停止运转，阀芯在弹性复位装置的作用下强制恢复中位，梭阀的出油口C及回油口D接通，从而使制动器内的油液进行泄压，保证制动器的正常制动；
步骤C、液压马达反转：
通过换向阀进行换向，使油泵输出的油液经换向阀的B口输出，并由梭阀的第二进油口B1进入梭阀阀腔，从而推动阀芯向左运动，梭阀的第二进油口B1与第三出油道即打开形成通路，压力油通过第三出油道后经出油口C进入制动器的液动接口，从而解除制动；同时压力油还通过管道进入液压马达的第二工作口B2，从而使液压马达反转，换向阀的A口为其回油口。
更进一步的，所述的梭阀包括阀体和阀芯，阀体内部设有阀腔，阀芯位于阀腔内部且可沿阀腔左右移动；所述阀腔的左、右两端分别与第一进油口A1及第二进油口B1相连通，阀腔的顶部通过出油道与出油口C相连通，阀腔的底部设有回油道，该回油道与回油口D相连，阀芯的中部加工有阶梯槽，且阀芯的左、右两端设有弹性复位装置，当液压系统停止供油时，通过弹性复位装置使阀芯强制恢复中位，从而使出油道与回油道之间通过阶梯槽连通形成梭阀的卸荷通道。
更进一步的，所述的弹性复位装置包括第一弹簧和第二弹簧，其中，第一弹簧的两端分别与阀腔左端的螺堵及阀芯的左端面相固连，第二弹簧的两端分别与阀腔右端的螺堵及阀芯的右端面相固连，且当阀芯处于中位时，上述两个弹簧均处于无变形状态。
更进一步的，所述的第一弹簧和第二弹簧为完全相同的两个弹簧。
更进一步的，所述的出油道包括第一出油道、第二出油道及第三出油道，当阀芯位于阀腔右端时，所述的第一进油口A1与第一出油道打开形成通路；当阀芯位于阀腔左端时，所述的第二进油口B1与第三出油道打开形成通路；当阀芯处于中位时，所述的第二出油道与回油道之间连通形成卸荷通路。
更进一步的，所述换向阀的两个工作油口A、B分别通过管道与梭阀的两个进油口A1、B1以及液压马达的两个进油口A2、B2相连，所述梭阀的出油口C通过管道与制动器的液动接口相连。
更进一步的，所述换向阀的进油口P通过单向节流阀与油泵的输出口相连，所述换向阀的回油口T与油箱相连。
更进一步的，所述的油泵与电机相连，且该油泵的进油口以及梭阀的回油口D与油箱相连均通过管道与油箱相连。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：
(1)本发明的一种有效保证液压马达驱动正常制动的方法，通过对液压马达制动系统进行优化设计，具体的，该制动系统中阀腔的顶部通过出油道与出油口C相连通，阀腔的底部设有回油道，阀芯的中部加工有阶梯槽，且阀芯的左、右两端设有弹性复位装置，当液压系统停止供油时，通过弹性复位装置使阀芯强制恢复中位，使出油道与回油道之间通过阶梯槽连通形成梭阀的卸荷通道，从而可以使制动器内的油液通过卸荷通道进行顺利回油，消除了背压影响，克服了现有液压马达的制动器不能正常制动的不足，从而有利于保证液压马达驱动的正常制动及工作。
(2)本发明的一种有效保证液压马达驱动正常制动的方法，其弹性复位装置包括第一弹簧和第二弹簧，其中，第一弹簧的两端分别与阀腔左端的螺堵及阀芯的左端相固连，第二弹簧的两端分别与阀腔右端的螺堵及阀芯的右端相固连，且当阀芯处于中位时，上述两个弹簧均处于无变形状态，从而可以保证当液压系统停止工作时，无论液压马达处于正转还是反转，均能通过第一弹簧与第二弹簧的作用确保阀芯的准确复位以及制动器的顺利卸荷制动。
(3)本发明的一种有效保证液压马达驱动正常制动的方法，其出油道包括第一出油道、第二出油道及第三出油道，通过将不同工作状态下的出油道进行独立设置，从而可以防止梭阀各油口及不同工作状态间的相互干扰，进一步保证了梭阀的正常工作与制动器的正常制动及解除制动。
(4)本发明的一种有效保证液压马达驱动正常制动的方法，其回油道与回油口D相连，且回油口D通过管道与油箱相连，从而可以对制动器内的油液进行循环利用，防止资源浪费。
附图说明
图1为本发明的一种带中位卸荷功能的梭阀的结构示意图；
图2为沿图1中A-A方向的剖视示意图；
图3为本发明的液压马达制动系统的工作原理示意图。
示意图中的标号说明：
1、阀体；2、阀芯；201、阶梯槽；301、第一弹簧；302、第二弹簧；4、螺堵；501、第一出油道；502、第二出油道；503、第三出油道；6、回油道；7、液压马达；8、油箱；9、换向阀；10、单向节流阀；11、油泵；12、电机；13、制动器。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，现结合附图和实施例对本发明作详细描述。
实施例1
如图1、图2所示，本实施例的一种带中位卸荷功能的梭阀，包括阀体1和阀芯2，所述阀体1内部设有阀腔，阀芯2位于阀腔内部且可沿阀腔左右移动；所述阀腔的左、右两端分别通过进油道与第一进油口A1及第二进油口B1相连通，上述进油道与阀腔垂直设置，所述阀腔的顶部通过出油道与出油口C相连通，该出油口C通过管道与作用于液压马达的制动器相连。本实施例中阀腔的底部设有回油道6，阀芯2的中部加工有阶梯槽201(即将阀芯2加工为中间直径小于两端直径的阶梯圆柱形结构)，且阀芯2的左、右两端设有弹性复位装置，当液压系统停止供油时，通过弹性复位装置使阀芯2强制恢复中位，从而使出油道、阶梯槽201及回油道6之间连通形成梭阀的卸荷通道。
值得说明的是，现有梭阀通常只含有三个通路，即两个进油口及一个出油口，当液压系统停止供油，即制动器内的油液回油时，由于液压系统回油背压过高，从而导致现有梭阀不能按照要求进行泄压，影响制动器的正常制动，这也是使用液压马达齿轮驱动作为驱动系统时经常存在的问题，但却苦于没有得到很好地解决。发明人经过长期研究意外发现，通过采用本实施例的梭阀，即通过弹性复位装置以及卸荷通道的设置，从而可以使制动器内的油液通过卸荷通道进行顺利回油，消除了背压影响，克服了现有液压马达的制动器不能正常制动的不足，从而有利于保证液压马达驱动的正常工作。
实施例2
如图1-3所示，本实施例的一种带中位卸荷功能的梭阀，包括阀体1和阀芯2，所述阀体1内部设有阀腔，阀芯2位于阀腔内部且可沿阀腔左右移动；所述阀腔的左、右两端分别通过进油道与第一进油口A1及第二进油口B1相连通，上述进油道与阀腔垂直设置，从而一方面可以通过第一进油口A1及第二进油口B1向梭阀阀腔内进油，另一方面还可以通过第一进油口A1及第二进油口B1向液压马达7的两个进油口A2、B2进油。所述阀腔的顶部通过出油道与出油口C相连通，该出油口C通过管道与作用于液压马达的制动器相连。本实施例中阀腔的底部设有回油道6，阀芯2的中部加工有阶梯槽201，且阀芯2的左、右两端设有弹性复位装置，当液压系统停止供油时，通过弹性复位装置使阀芯2强制恢复中位，从而使出油道与回油道6之间通过阶梯槽201连通形成梭阀的卸荷通道。
本实施例的弹性复位装置包括第一弹簧301和第二弹簧302，其中，第一弹簧301的两端分别与阀腔左端的螺堵4及阀芯2的左端相固连，第二弹簧302的两端分别与阀腔右端的螺堵4及阀芯2的右端相固连，当阀芯2处于中位时，上述两个弹簧均处于无变形状态，即恢复原长，从而可以保证当液压系统停止工作时，无论液压马达7处于正转还是反转，均能通过第一弹簧301与第二弹簧302的作用确保阀芯2的准确复位以及制动器13的顺利卸荷制动。上述第一弹簧301和第二弹簧302为完全相同的两个弹簧，从而可以避免由于弹簧本身压力不同所造成的误差，进一步保证制动器的正常制动。
本实施例的出油道包括第一出油道501、第二出油道502及第三出油道503，当阀芯2位于阀腔右端时，所述的第一进油口A1与第一出油道501打开形成通路，油液通过第一进油口A1、第一出油道501后经出油口C进入制动器13；当阀芯2位于阀腔左端时，所述的第二进油口B1与第三出油道503打开形成通路，油液通过第二进油口B1、第三出油道503后经出油口C进入制动器13；当阀芯2处于中位时，所述的第二出油道502与回油道6相互连通形成卸荷通路，制动器内的油液经该卸荷通路进行回油。上述回油道6与回油口D相连，且回油口D通过管道与油箱8相连，从而可以对制动器13内的油液进行循环利用，防止资源浪费。本实施例通过将不同工作状态下的出油道进行独立设置，从而可以防止梭阀各油口及不同工作状态间的相互干扰，进一步保证了梭阀的正常工作与制动器的正常制动及解除制动。
本实施例的一种液压马达(驱动用)制动系统，包括作用于液压马达7的制动器13、梭阀、油泵11和换向阀9，所述的油泵11与电机12相连，且该油泵11的进油口与油箱8相连，所述油泵11的输出口通过单向节流阀10与换向阀9的进油口P相连，换向阀9的回油口T与油箱8相连，该换向阀9的两个工作油口A、B分别通过管道与梭阀的两个进油口A1、B1以及液压马达7的两个进油口A2、B2相连(具体的，是通过第一进油口A1及第二进油口B1向梭阀阀腔内及液压马达7的两个进油口供油的)，上述梭阀的出油口D通过管道与制动器13的液动接口相连，此处所用梭阀采用本实施例的带中位卸荷功能的梭阀。
本实施例的一种有效保证液压马达驱动正常制动的方法，是通过液压马达制动系统对液压马达的制动进行控制的，其中液压马达驱动用制动系统的工作原理示意图如图3所示，其具体工作过程如下：
A、当油泵11输出的油液经换向阀9的A口输出时，油液由梭阀的第一进油口A1进入梭阀阀腔，从而推动阀芯2向右运动，第一进油口A1与第一出油道501打开形成通路，其他油口均被堵塞，压力油通过第一进油口A1、第一出油道501后经出油口C流出进入制动器13，解除制动。同时压力油还通过管道进入液压马达7的第一工作口A2，从而使液压马达7正转，换向阀9的B口为其回油口。
B、当换向阀9的A口停止供油时，液压马达7停止运转，阀芯2在第一弹簧301和第二弹簧302的作用下强制复位，即恢复中位，从而使梭阀的出油口C及回油口D接通，制动器13进行泄压，从而能够对负载的惯性进行有效制动。
C、当换向阀9换向时，油泵11输出的油液经换向阀9的B口输出并由梭阀的第二进油口B1进入梭阀的阀腔内，从而推动阀芯2向左运动，第二进油口B1与第三出油道503打开形成通路，其他油口均被堵塞，压力油通过第二进油口B1、第三出油道503后经出油口C进入制动器13的液动接口，从而解除制动，同时压力油还通过管道进入液压马达7的第二工作口B2，从而使液压马达7反转，换向阀9的A口为其回油口。

Claims (8)

1.一种有效保证液压马达驱动正常制动的方法，其特征在于：该方法是通过液压马达制动系统对液压马达的制动进行控制的，其步骤为：
步骤A、液压马达正转：
控制油泵(11)输出的油液经换向阀(9)的A口输出，并由梭阀的第一进油口A1进入梭阀阀腔，从而推动阀芯(2)向右运动，梭阀的第一进油口A1与第一出油道(501)打开形成通路，压力油通过第一出油道(501)后经出油口C流出并进入制动器(13)，从而解除制动；同时压力油还通过管道进入液压马达(7)的第一工作口A2，从而使液压马达(7)正转；
步骤B、制动：
控制换向阀(9)的A口停止供油，则液压马达(7)停止运转，阀芯(2)在弹性复位装置的作用下强制恢复中位，梭阀的出油口C及回油口D接通，从而使制动器(13)内的油液进行泄压，保证制动器(13)的正常制动；
步骤C、液压马达反转：
通过换向阀(9)进行换向，使油泵(11)输出的油液经换向阀(9)的B口输出，并由梭阀的第二进油口B1进入梭阀阀腔，从而推动阀芯(2)向左运动，梭阀的第二进油口B1与第三出油道(503)即打开形成通路，压力油通过第三出油道(503)后经出油口C进入制动器(13)的液动接口，从而解除制动；同时压力油还通过管道进入液压马达(7)的第二工作口B2，从而使液压马达(7)反转，换向阀(9)的A口为其回油口。
2.根据权利要求1所述的一种有效保证液压马达驱动正常制动的方法，其特征在于：所述的梭阀包括阀体(1)和阀芯(2)，阀体(1)内部设有阀腔，阀芯(2)位于阀腔内部且可沿阀腔左右移动；所述阀腔的左、右两端分别与第一进油口A1及第二进油口B1相连通，阀腔的顶部通过出油道与出油口C相连通，阀腔的底部设有回油道(6)，该回油道(6)与回油口D相连，阀芯(2)的中部加工有阶梯槽(201)，且阀芯(2)的左、右两端设有弹性复位装置，当液压系统停止供油时，通过弹性复位装置使阀芯(2)强制恢复中位，从而使出油道与回油道(6)之间通过阶梯槽(201)连通形成梭阀的卸荷通道。
3.根据权利要求2所述的一种有效保证液压马达驱动正常制动的方法，其特征在于：所述的弹性复位装置包括第一弹簧(301)和第二弹簧(302)，其中，第一弹簧(301)的两端分别与阀腔左端的螺堵(4)及阀芯(2)的左端面相固连，第二弹簧(302)的两端分别与阀腔右端的螺堵(4)及阀芯(2)的右端面相固连，且当阀芯(2)处于中位时，上述两个弹簧均处于无变形状态。
4.根据权利要求3所述的一种有效保证液压马达驱动正常制动的方法，其特征在于：所述的第一弹簧(301)和第二弹簧(302)为完全相同的两个弹簧。
5.根据权利要求2所述的一种有效保证液压马达驱动正常制动的方法，其特征在于：所述的出油道包括第一出油道(501)、第二出油道(502)及第三出油道(503)，当阀芯(2)位于阀腔右端时，所述的第一进油口A1与第一出油道(501)打开形成通路；当阀芯(2)位于阀腔左端时，所述的第二进油口B1与第三出油道(503)打开形成通路；当阀芯(2)处于中位时，所述的第二出油道(502)与回油道(6)之间连通形成卸荷通路。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种有效保证液压马达驱动正常制动的方法，其特征在于：所述换向阀(9)的两个工作油口A、B分别通过管道与梭阀的两个进油口A1、B1以及液压马达(7)的两个进油口A2、B2相连，所述梭阀的出油口C通过管道与制动器(13)的液动接口相连。
7.根据权利要求6所述的一种有效保证液压马达驱动正常制动的方法，其特征在于：所述换向阀(9)的进油口P通过单向节流阀(10)与油泵(11)的输出口相连，所述换向阀(9)的回油口T与油箱(8)相连。
8.根据权利要求7所述的一种有效保证液压马达驱动正常制动的方法，其特征在于：所述的油泵(11)与电机(12)相连，且该油泵(11)的进油口以及梭阀的回油口D与油箱(8)相连均通过管道与油箱(8)相连。
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Denomination of invention: An effective method to ensure the normal braking of hydraulic motor drive

Effective date of registration: 20220526

Granted publication date: 20180202

Pledgee: China Co. truction Bank Corp Ma'anshan branch

Pledgor: MAANSHAN HUANQIU SLEWING RING CO.,LTD.

Registration number: Y2022980006322