CN106836335A - 具有平地辅助系统的挖掘机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及挖掘机，为解决现有挖掘机平地操作难度高、平地效率低的问题；提供一种具有平地辅助系统的挖掘机，包括平地辅助系统，其包括凸轮、减压阀、柱塞油缸、伺服阀、伺服油缸、控制开关阀；减压阀安装在动臂上，凸轮调节减压阀的输出压力，减压阀压力输出口与柱塞油缸连通，柱塞油缸的柱塞外端与伺服阀的阀杆联动；伺服阀进油口与主泵压力油路连通，出油口与伺服油缸大腔连通，伺服油缸小腔经控制开关阀与动臂油缸大腔连接，伺服油缸活塞杆与伺服阀的阀体联动。本发明挖掘机平地作业时，只需单一操作收斗杆，就使铲斗的齿尖划出一条平直的水平线，完成了一个平地作业循环。该平地动作相对于传统挖掘机的平地动作，操作简单，平地效率高。

Description

具有平地辅助系统的挖掘机

技术领域

本发明涉及一种挖掘机，更具体地说，涉及一种具有平地辅助系统的挖掘机。

背景技术

挖掘机作为工程机械之王，具有挖掘、装卸、平整、刮剥、破碎、起吊、牵引等各项功能，广泛应用到各种施工中。其中平整地面作业是被经常用到的一种操作。

挖掘机平地时的工作装置主要由动臂、斗杆、铲斗构成，动臂的后端与主机铰接，前端与斗杆铰接，动臂油缸的两端分别与动臂和主机铰接，动臂油缸的伸缩推动动臂绕其后端转动而实现动臂前端的上下摆动。斗杆油缸的两端分别与动臂和斗杆铰接，斗杆油缸的伸缩推动斗杆的下端前后摆动。

挖掘机在摆动斗杆进行平地作业时，若动臂不动，则铲斗齿尖的运动轨迹是以斗杆和动臂铰接点为圆心的弧形，为了使得铲斗的运动轨迹线为直线，需要机手分别控制斗杆和动臂配合完成，在一次平地循环操作中机手需要在收斗杆操作时同时不断的调整动臂位置。平地循环操作时，先将斗杆全部放出，降动臂让铲斗齿尖接触地面，然后操作斗杆收，在斗杆收的同时操作动臂上抬，机手根据铲斗齿尖的位置不断的调整动臂上抬的速度，当斗杆处于竖直时又需不断的操作动臂下降，经过复杂的协调匹配后，最终让铲斗齿尖在地面划出一条水平直线。由于整个平地操作循环过程中，需要机手根据铲斗齿尖的位置，不断调整动臂抬高或下降的速度，因此对机手的操作技能和经验要求非常高，为了能很好的协调斗杆和动臂，机手需要精力非常集中很容易疲劳。同时因需要精细调整操作动作，一般机手都需要放慢工作装置的动作速度，作业效率低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有挖掘机平地操作难度高、平地效率低的问题，而提供一种挖掘机平地操作难度低、平地效率高的具有平地辅助系统的挖掘机。

本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种具有平地辅助系统的挖掘机，包括主机和工作装置，所述工作装置包括动臂、斗杆、动臂油缸，所述动臂后端与所述主机铰接，动臂前端通过销轴与所述斗杆铰接，动臂油缸的两端分别与动臂和主机铰接；其特征在于还包括平地辅助系统，所述平地辅助系统包括随斗杆同步转动的凸轮，凸轮的轴心与动臂前端的销轴同轴、减压阀、柱塞油缸、伺服阀、伺服油缸、控制开关阀；所述减压阀固定安装在所述动臂上，所述减压阀的压力调节杆一端的端部与凸轮的凸轮面接触连接，所述减压阀的压力输出口与所述柱塞油缸的油腔连通，所述柱塞油缸的柱塞杆外端与所述伺服阀的伺服阀杆联动；所述伺服阀的进油口与主机的主泵压力油路连通，所述伺服阀的出油口与伺服油缸的大腔，伺服油缸的小腔经控制开关阀与所述动臂油缸的大腔连接，所述伺服油缸的活塞杆与所述伺服阀的伺服阀体联动。

上述具有平地辅助系统的挖掘机中，当所述斗杆处于竖直状态时，所述凸轮的凸轮面与所述减压阀的压力调节杆接触的位置是凸轮半径最大处。

上述具有平地辅助系统的挖掘机中，控制开关阀为两位三通电磁阀，其进油口与伺服油缸的小腔连接，两个出油口分别与动臂油缸的大腔和油箱回路连接，进油口与两个出油口择一导通。

上述具有平地辅助系统的挖掘机中，所述凸轮的凸轮面关于凸轮半径最大处与销轴中心的连线左右两侧对称。

上述具有平地辅助系统的挖掘机中，所述减压阀的进油口与主机的先导泵压力油路连接。

上述具有平地辅助系统的挖掘机中，所述柱塞油缸的柱塞杆外端设有复位弹簧。

上述具有平地辅助系统的挖掘机中，控制开关阀的线圈控制端与触压按钮开关连接，所述触压按钮开关设置在挖掘机的操作手柄上。压按触压按钮开关时，进入到平地模式，松开后退出平地模式，退出平地模式后斗杆不与动臂联动。

本发明与现有技术相比，做平地操作时，机手按下挖掘机动作操作手柄上的触压按钮开关开启本辅助系统，单一操作收斗杆，斗杆通过凸轮驱动辅助系统使动臂匹配上抬，使铲斗齿尖划出一条平直的水平线，当斗杆收回到竖直位置后，斗杆又通过凸轮换向特性驱动辅助系统使动臂匹配下降，保证齿尖贴于地面，完成平地操作的整个循环。当松开挖掘机动作操作手柄上的触压按钮开关，本辅助系统关闭，挖掘机操作与普通操作一致。

附图说明

图1是本发明实施例的结构图。

图2是本发明实施例的详细原理图。

图中零部件名称及序号：

停机地面1、主机2、动臂油缸3、动臂4、斗杆5、铲斗6、凸轮7、柱塞油缸8、伺服阀体9、伺服油缸10、控制开关阀11、伺服阀杆12、减压阀13、压力调节杆14、滚轮15。

具体实施方式

下面结合附图说明具体实施方案。

本发明中的挖掘机包括主机和工作装置，如图1所示，主机2包括下部的履带行走机构和上部机构，上部机构包括回转安装在下部机构上的回转平台，在回转平台上安装发动机、各种油箱、液压泵等部件。工作装置包括动臂4、动臂油缸3、斗杆5、斗杆油缸、铲斗6、铲斗油缸等。动臂4的后端铰接在主机2的回转平台上，动臂4的前端通过销轴铰接在斗杆5的上部；斗杆油缸的后端铰接在动臂4的中部，斗杆油缸的前端铰接于斗杆5的上部。铲斗6铰接于斗杆5的下端，铲斗油缸的上端铰接于斗杆的上部，下端通过连杆机构与铲斗连接，铲斗油缸的伸缩可推动铲斗绕斗杆下端铰接点转动。

在本发明中的挖掘机中，还包括平地辅助系统，平地辅助系统包括随斗杆同步转动的凸轮7，凸轮7的轴心与动臂4前端的销轴同轴、安装在动臂4上的减压阀13、柱塞油缸8、伺服阀、伺服油缸10、控制开关阀11；减压阀13固定安装在动臂4上，减压阀13的压力调节杆14的端部安装有滚轮15，滚轮15与凸轮7的凸轮面接触，凸轮7转动时，滚轮15在凸轮7的凸轮面上相对凸轮转动，并推动减压阀13的压力调节杆做轴向移动。斗杆5处于竖直状态时，凸轮7的凸轮面与减压阀13的压力调节杆的滚轮15接触的位置是凸轮7半径最大处。凸轮7的凸轮面关于凸轮半径最大处与销轴的连线左右两侧对称。凸轮7驱动减压阀13的压力调节杆伸缩，从而实现由凸轮7的凸轮面半径尺寸来控制减压阀13的输出压力，减压阀13的输出压力与凸轮7的凸轮面半径尺寸成正比。

减压阀13的压力输出口与柱塞油缸8的油缸连通，减压阀13的进油口与主机1的先导泵压力油路连接。柱塞油缸8的柱塞杆外端与伺服阀的伺服阀杆12联动，也即柱塞油缸8的柱塞杆移动同步带动伺服阀的伺服阀杆12移动；柱塞油缸8的柱塞杆外端设有复位弹簧。减压阀13输出的压力油驱动长行程的柱塞油缸8，减压阀13输出的压力越大，柱塞杆伸出越长，柱塞油缸8的伸出量与减压阀13的输出压力成正比，而减压阀13输出压力又是与凸轮7的凸轮面半径尺寸成正比，所以柱塞缸油缸8的柱塞杆伸出量与凸轮7的凸轮面的半径尺寸成正比。

伺服阀的进油口与主机1的主泵压力油路连通，伺服阀的出油口与伺服油缸10的大腔连通，伺服油缸10的小腔经控制开关阀11与动臂油缸3的大腔连接，伺服油缸10的活塞杆与伺服阀的伺服阀体9联动，也即伺服油缸的活塞杆移动同步带动伺服阀的伺服阀体9移动。当柱塞油缸9的柱塞杆伸出一段距离，伺服阀的伺服阀杆12向右移相同距离，此时伺服油缸的大腔与挖掘机主泵高压油接通，推动伺服油缸的活塞杆右移，而伺服油缸10的活塞杆是与伺服阀体联动，伺服油缸10的活塞杆带动伺服阀体右移相同的一段距离，使伺服阀杆重新回到伺服阀体的中位，伺服油缸10的大腔进油关闭，伺服油缸10的活塞杆伸出长度与柱塞油缸的柱塞杆伸出长度相等。同理，当柱塞油缸8的柱塞杆缩回一段距离，伺服阀杆12左移相同距离，则伺服油缸10的大腔与挖掘机油箱接通，伺服油缸10的活塞杆在弹簧和小腔液压油的压力下左移，伺服油缸10的活塞杆带动伺服阀体左移相同的一段距离，使伺服阀杆重新回到伺服阀体的中位，伺服油缸的大腔回油关闭，伺服油缸的缩回长度与柱塞油缸的缩回长度相等。

伺服油缸10的伸缩尺寸与柱塞油缸8的伸缩尺寸相同，而柱塞油缸8的伸出量与凸轮7的凸轮面的半径尺寸成正比，因此伺服油缸10的伸出尺寸与凸轮7的凸轮面的半径尺寸成正比。

伺服油缸10的小腔通过控制开关阀11与挖掘机的动臂油缸3的大腔连接。控制开关阀11为两位三通电磁阀，控制开关阀的线圈控制端与触压按钮开关连接，触压按钮开关设置在挖掘机的操作手柄上。压按触压按钮开关时，进入到平地模式，松开后退出平地模式，退出平地模式后斗杆不与动臂联动。其进油口与伺服油缸的小腔连接，两个出油口分别与动臂油缸的大腔和油箱回路连接，进油口与两个出油口择一导通。控制开关阀作为本辅助系统开启或关闭选择阀，受挖掘机动作操作杆手柄上的触压按钮开关控制，当选择机手按下操作手柄上的触压按钮开关开启本辅助系统时，进油口与连通动臂油缸的出油口导通，当机手松开操作手柄上的触压按钮开关关闭本辅助系统时，进油口与油箱回路连通。

当操作手柄上的触压按钮开关未按时，控制开关阀11不得电时，伺服油缸10的小腔与挖掘机油箱回路接通。本辅助系统不介入挖掘机的正常操作，平地辅助系统关闭。

如图2所示，当机手按下操作手柄上的触压按钮开关时，控制开关阀11通电，伺服油缸10的小腔与挖掘机动臂油缸3的大腔接通。当伺服油缸10的活塞杆伸出时，伺服油缸10的小腔液压油被压入动臂油缸3的大腔，使动臂4上抬；当伺服油缸10缩回时，动臂油缸3的大腔液压油流入伺服油缸10的小腔，使动臂4下降。因伺服油缸10的小腔面积与动臂油缸的大腔面积一定，所以动臂油缸3的伸出与缩回的长度与伺服油缸伸出与缩回的长度成正比。而伺服油缸的伸缩尺寸又与凸轮的凸轮面的半径尺寸成正比，因此动臂油缸的伸出与缩回的长度与凸轮的凸轮面的半径尺寸成正比。

因此只要设计好斗杆上凸轮的凸轮面形状，就可实现如下功能：

斗杆5在收回的过程中，安装在斗杆5上的凸轮7随斗杆5逆时针转动，转动的凸轮7通过滚轮15驱动减压阀13的压力调节杆14伸缩，从而驱动动臂油缸成比例的伸出和缩回相应的长度，从而调节动臂的抬高和下降，始终保证铲斗的齿尖贴于地面。

平地操作时，将斗杆全部伸出，缩回动臂油缸降动臂，让铲斗的齿尖接触地面后，机手按下操作手柄上的触压按钮开关时，控制开关阀11通电开启平地辅助系统，只需单一操作收斗杆，在斗杆回收转动的过程中，斗杆通过凸轮的凸轮面形状的调节，使动臂匹配上抬，当斗杆收回到竖直位置后，斗杆又通过凸轮的凸轮面形状的调节，使动臂匹配下降，保证铲斗的齿尖始终贴于地面，齿尖在地面划出一条水平直线，完成平地操作的整个循环。当机手松开操作手柄上的触压按钮开关时，本辅助系统关闭，挖掘机操作与普通操作一致。

因此本发明中的挖掘机在进行平地作业时，只需按住操作手柄上的触压按钮开关，单一操作收斗杆，就使铲斗的齿尖划出一条较为平直的水平线，完成了一个平地作业循环。该平地动作相对于传统挖掘机的平地动作，操作简单，平地效率高，平地效果平直。

Claims (7)

1.一种具有平地辅助系统的挖掘机，包括主机和工作装置，所述工作装置包括动臂、斗杆、动臂油缸，所述动臂后端与所述主机铰接，动臂前端通过销轴与所述斗杆铰接，动臂油缸的两端分别与动臂和主机铰接；其特征在于还包括平地辅助系统，所述平地辅助系统包括随斗杆同步转动的凸轮，凸轮的轴心与动臂前端的销轴同轴、减压阀、柱塞油缸、伺服阀、伺服油缸、控制开关阀；所述减压阀固定安装在所述动臂上，所述减压阀的压力调节杆一端的端部与凸轮的凸轮面接触连接，所述减压阀的压力输出口与所述柱塞油缸的油腔的连通，所述柱塞油缸的柱塞杆外端与所述伺服阀的伺服阀杆联动；所述伺服阀的进油口与主机的主泵压力油路连通，所述伺服阀的出油口与伺服油缸的大腔连通，伺服油缸的小腔通过控制开关阀与所述动臂油缸的大腔连接，所述伺服油缸的活塞杆与所述伺服阀的伺服阀体联动。

2.根据权利要求1所述的具有平地辅助系统的挖掘机，其特征在于当所述斗杆处于竖直状态时，所述凸轮的凸轮面上与所述减压阀的压力调节杆接触的位置是凸轮半径最大处。

3.根据权利要求1或2所述的具有平地辅助系统的挖掘机，其特征在于控制开关阀为两位三通电磁阀，其进油口与伺服油缸的小腔连接，两个出油口分别与动臂油缸的大腔和油箱回路连接，进油口与两个出油口择一导通。

4.根据权利要求2所述的具有平地辅助系统的挖掘机，其特征在于所述凸轮的凸轮面关于凸轮半径最大处与销轴中心的连线左右两侧对称。

5.根据权利要求1或2所述的具有平地辅助系统的挖掘机，其特征在于所述减压阀的进油口与主机的先导泵压力油路连接。

6.根据权利要求5所述的具有平地辅助系统的挖掘机，其特征在于所述柱塞油缸的柱塞杆外端设有复位弹簧。

7.根据权利要求3所述的具有平地辅助系统的挖掘机，其特征在于控制开关阀的线圈控制端与触压按钮开关连接，所述触压按钮开关设置在挖掘机的操作手柄上。