CN1072321C - 重型机械的直行行走装置 - Google Patents

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Abstract

本发明旨在提供一种在挖掘机或起重机等可行走式建筑机械行走时，即使操作其作业装置也能继续保持行走的直行性的直行行走装置。本装置中备有从液压控制泵Pi分支出的第1和第2液压控制流路Pi1和Pi2、使第1和第2液压控制流路相互连通的连接流路27、从连接流路分支出来并在直行行走阀21的阀簧23的相对侧与直行行走阀21连通的流路25、设置在连接流路27和上述流路25的分支点与连接流路27和第2液压控制流路Pi2的连接点之间预定位置上的释放单向阀29以及弹性地支承释放单向阀的阀簧29a。

Description

重型机械的直行行走装置
本发明涉及重型机械的直行行走装置。具体地说，涉及一种在挖掘机或起重机等可行走式建筑机械行走时，即使操作其作业装置也能使机械继续保持直行行走的装置。
通常，挖掘机或起重机等可行走式建筑机械中有行走系统执行机构(行走马达)和作业装置执行机构(吊杆油缸、起重臂油缸、铲斗油缸等)，其行走系统执行机构和作业装置执行机构由同一个泵排出的油流量动作。
即，如图1所示，容量相同的第1油压泵(P1)和第2油压泵(P2)由同一引擎驱动，第1油压泵(P1)向右侧行走马达(TR)和作业装置系统促动器(a,b,c,d)供给动作用油，第2油压泵(P2)向左侧行走马达(TL)和作业装置系统执行机构(a′,c′,d′)供给动作用油。
图中标记“TR”和“TL”分别表示右侧行走马达控制阀和左侧行走马达控制阀，但为了便于说明起见，在本说明书中，将它们称为右侧行走马达和左侧行走马达。另外，图中标记“a”、“b”、“c”、“d”、“a′”、“b′”、“c′”等分别表示作业装置系统执行机构的控制阀，但为了便于说明起见，在本说明书中，将它们称为作业装置系统执行机构。
在具有上述构造的以往机械中，发动引擎使左右行走马达(TR,TL)动作时，第1油压泵(P1)排出的油流量通过流路供给到右侧行走马达(TR)，第2油压泵(P2)排出的油流量通过流路供给到左侧行走马达(TL)。这时，由于第1和第2油压泵(P1、P2)的容量相同，所以机械能直行地行走。
在机械直行行走的状态下，如果使至少一个作业装置动作，例如，向起重臂油缸(c′)供给动作用油，使臂动作时，第2油压泵(P2)排出的油流量就通过并列流路分配供给到左侧行走马达(TL)和起重臂油缸(c′)。这样，供到左侧行走马达(TL)的油量就比供到右侧行走马达(TR)的少，因此，机械不能保持其直行性而偏向左侧。
因此，为了保持机械行走的直行性，在行走中即使作业装置动作也不产生偏向，就需要有直行行走装置。以往的直行行走装置如图2所示，在机械行走中作业装置不动作时，第1和第2油压泵分别独立地向右侧行走马达和左侧行走马达供给动作用油，而在机械行走中作业装置动作时，由第1和第2油压泵中的任何一个同时向右侧行走马达和左侧行走马达供给动作用油，另一个油压泵向操作的作业装置供给动作用油。
即，从液压控制泵(Pi)排出的控制油分别分支为第1液压控制流路(Pi1)和第2液压控制流路(Pi2)，第1液压控制流路(Pi1)通过了与右侧行走马达(TR)和左侧行走马达(TL)的控制阀直接连接的各换向阀(S1和S2)的内部流路后，与主流路合流再排出。第2液压控制流路(Pi2)通过了与全部作业装置系统执行机构(a、b、c、d、a′、b′、c′)的控制阀直接连接的各换向阀(S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9)的内部流路后，与主流路合流再排出。各换向阀(S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8、S9)的内部流路在与换向阀直接连接的各执行机构不操作时开放，在操作时，上述流路被阻断。因此，当行走系统促动器(TR、TL)操作时，第1液压控制流路(Pi1)内的压力上升，当作装置系统执行机构(a、b、c、d、a′、b′、c′)操作时，第2液压控制流路(Pi2)内的压力上升。
当行走系统执行机构(TR、TL)中的任何一个操作时，由于第1液压控制流路(Pi1)的流路阻断而使第1液压控制流路(Pi1)内的压力上升，该上升的压力使流路切换阀(201)的阀塞移动，从而使得第2液压控制流路与流路(202)(用于移动直行行走阀(203)的阀塞的液压控制流路)连通。但是，如果这时作业装置系统执行机构(a、b、c、d、a′、b′、c′，d′)中的任何一个都不动作，则第2液压控制流路(Pi2)内的压力为“0”，因此不能使直行行走阀(203)的阀塞移动，直行行走阀(203)保持着I状态。当作业装置系统执行机构(a、b、c、d、a′、b′、c′)中的任何一个被操作时，由于第2液压控制流路(Pi2)的流路阻断，使第2液压控制流路(Pi2)内的压力上升，该上升的压力通过已连通的流路(202)传递，克服直行行走阀(203)的阀簧(205)的弹力，使直行行走阀(203)的阀塞移动，直行行走阀(203)切换为Ⅱ状态。这时，在行走系统执行机构(TR、TL)中的任何一个都不操作的情况下，由于流路切换阀(201)被阻断，第2液压控制流路(Pi2)与流路(202)相互不能连通，所以，即使作业装置系统执行机构(a、b、c、d、a′、b′、c′)中的任何一个动作，在第2液压控制流路(Pi2)内形成压力，直行行走阀(203)的阀塞也不移动，直行行走阀(203)保持Ⅰ状态。
根据上述以往的构造，直行行走阀(203)处于Ⅱ状态时，也就是行走系统执行机构(TR、TL)中至少有一个被操作、而且作业装置系统促动器(a、b、c、d、a′、b′、c′)中至少有一个被操作时，第1油压泵(P1)排出的油流量供给右侧和左侧行走马达(TR、TL)，第2油压泵(P2)排出的油流量供给作业装置系统执行机构(a、b、c、d、a′、b′、c′)，因此，无论作业装置是否操作，右侧和左侧行走马达(TR和TL)总得到相同的油流量，从而能实现直行行走的功能。
但是，上述的直行行走装置中，为了实现直行行走的功能，附加的流路和油压部件的构造过于复杂，制作及组装麻烦，不易维修，由于部件数量多，也增加了费用。
因此，本发明的目的在于提供一种构造简单且能有效地实现直行功能的重型机械的直行行走装置。
为了实现上述目的，本发明的重型机械的直行行走装置备有液压控制泵、容量相同的第1和第2油压泵、由该油压泵驱动的右侧和左侧行走马达、若干个作业装置系统执行机构；其特征在于：还备有设在从第1和第2油压泵分支出的各流路中的直行行走阀、直行行走阀的阀簧、第1液压控制流路、第2液压控制流路、使第1和第2液压控制流路相互连通的连接流路、从连接流路分支出来并在直行行走阀的阀簧的相对侧与直行行走阀连通的流路、释放单向阀以及弹性地支承上述释放单向阀的释放单向阀阀簧；上述直行行走阀有第1状态和第2状态，第1状态是：第1油压泵排出的油流量供给右侧行走马达及上述若干个作业装置系统执行机构中的一部分执行机构，第2油压泵排出的油流量供给左侧行走马达及上述若干个作业装置系统执行机构中剩余部分的执行机构；第2状态是：第1油压泵排出的油流量同时地供给右侧和左侧行走马达，第2油压泵排出的油流量供给上述若干个作业系统执行机构；上述直行行走阀的阀簧用于把直行行走阀弹性地支承在第1状态；上述第1液压控制流路从液压控制泵分支出来，通过了与右侧和左侧行走马达的控制阀直接连接的换向阀之后排出；上述第2液压控制流路从液压控制泵分支出来，通过了与作业装置系统执行机构的控制阀直接连接的换向阀之后排出；上述释放单向阀设置在连接流路和上述流路的分支点与连接流路和第2液压控制流路连接点之间的预定位置处。
本发明的其他较好特征是：上述换向阀具有内部流路，该内部流路在与换向阀直接连接的控制阀的阀塞中立时开放，在该阀塞移动时被阻断。上述释放单向阀的阀簧的弹力小于直行行走阀的阀簧弹力。
图1是以往的重型机械的油压回路图。
图2是适用于以往的直行行走装置的重型机械的油压回路图。
图3是适用于本发明一实施例直行行走装置的重型机械的油压回路图。
图中，P1,P2,Pi-第1油压泵、第2油压泵、液压控制泵；T-油槽；TR,TL-右侧和左侧行走马达；a,b,c,d,a′,b′,c′-作业装置系统促动器；1a,1b-第1和第2油压泵的各主流路；3a,3b-经1分支流路；7a,7b-第3分支流路；9a,9b-中间位置旁通流路，11a,11b-并列流路；21-直行行走阀；23-阀簧；25-流路；27-连接流路；29-释放单向阀；29a-阀簧。
下面，参照附图说明本发明的最佳实施例。
图3示意地表示适用于本发明一实施例直行行走装置的重型机械的油压回路图。关于重型机械油压回路的基本结构及其动作已在上文中参照图1和图2作了详细说明，在本实施例的说明中便不再重复。另外，与图1和图2中相同的部件采用相同的附图标记。
如图3所示，容量相同的第1油泵(P1)和第2油泵(P2)由单一引擎驱动，向右侧及左侧行走马达(TR、TL)和作业装置系统执行机构(a,b,c,d,a′,b′,c′)供给动作用油。
第1油压泵(P1)的主流路(1a)分支为第1分支流路(3a)和第2分支流路(5a)，从第2分支流路(5a)上又分支出第3分支流路(7a)。第1分支流路(3a)与通过右侧行走马达(TR)及作业装置系统执行机构(a,b,c,d)的各控制阀的中间位置旁通流路(9a)连通，在各控制阀全部中立时，返回油槽(T)。第3分支流路(7a)与右侧行走马达(TR)的供给侧连通。关于第2分支流路(5a)将后述。
第2油压泵(P2)的主流路(1b)分支为第1分支流路(3b)、第2分支流路(5b)及第3分支流路(7b)。第1分支流路(3b)与通过左侧行走马达(TL)及作业装置系统执行机构(a′、b′、c′)的各控制阀的中间位置旁通流路(9b)连通，在各控制阀全部中立时，返回油槽(T)。第3分支流路(7b)与作业装置系统执行机构(a′、b′、c′)的并列流路连通。
在第1油压泵(P1)的主流路(1a)的第2分支流路(5a)和第2油压泵(P2)的主流路(1b)的第2分支流路(5b)中，设置了具有第1状态(Ⅰ)和第2状态(Ⅱ)的直行行走阀(21)。直行行走阀(21)由阀簧(23)弹性地支承着而具有第1状态，在阀簧的相对侧，有与直行行走阀相连接的流路(25)，当流路(25)中的预定油压力作用时，该油压力克服阀簧(23)的弹力，把直行行走阀(21)切换为第2状态(Ⅱ)。关于该流路(25)中的上述预定油压力的作用过程将后述。
在第1状态(Ⅰ)，第2分支流路(5a)通过直行行走阀(21)的内部流路与作业装置系统执行机构(a,b,c,d)的并列流路(11a)连通；第2分支流路(5b)通过直行行走阀(21)的内部流路与左侧行走马达(TL)的控制阀的供给侧连通。在第2状态(Ⅱ)，第2分支流路(5a)通过直行行走阀(21)的内部流路与左侧行走马达(TL)的控制阀的供给侧连通；第2分支流路(5b)通过直行行走阀(21)的内部流路与作业装置系统执行机构(a、b、c、d)的并列流路(11a)连通。
因此，在直行行走阀(21)的第1状态，第1油压泵(P1)向右侧行走马达(TR)和作业装置系统执行机构(a,b,c,d)供给动作用油，第2油压泵(P2)向左侧行走马达(TL)和作业装置系统执行机构(a′,b′,c′)供给动作用油。在直行行走阀(21)的第2状态，第1油压泵(P1)向右侧行走马达(TR)和左侧行走马达(TL)供给动作用油，第2油压泵(P2)向全部作业装置系统执行机构(a,b,c,d,a′,b′,c′)供给动作用油。
为了把直行行走阀(21)的状态切换为第1状态和第2状态，设置了用于检知液压控制泵(Pi)和各执行机构(TR,TL,a,b,c,d,a′,b′,c′)是否操作的液压控制流路(Pi1,Pi2)。
即，从液压控制泵(Pi)排出的液压控制油分别分支为第1液压控制流路(Pi1)和第2液压控制流路(Pi2)，第1液压控制流路(Pi1)通过了与右侧行走马达(TR)及左侧行走马达(TL)的控制阀直接连接的各换向阀(S1及S2)的内部流路之后，与主流路合流再排出；第2液压控制流路(P12)通过了与全部作业装置执行机构(a,b,c,d,a′,b′,c′)的控制阀直接连接的各换向阀(S3、S4,S5,S6,S7,S8,S9)的内部流路之后，与主流路合流再排出。
各换向阀(S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7,.S8,S9)的内部流路在与其直接连接的各执行机构不操作时开放，操作时阻断。因此，行走系统执行机构(TR、TL)被操作时，第1液压控制流路(Pi1)内的压力上升，作业装置系统执行机构(a,b,c,d,a′,b′,c′)被操作时，第2液压控制流路(Pi2)内的压力上升。
第1液压控制流路(Pi1)和第2液压控制流路(Pi2)在经过了从液压控制泵(Pi)分支的分支点之后不久〔即，在经过上述换向阀(S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7,S8,S9)中的任何一个之前〕，由连接流路(27)相互连接起来。该连接流路(27)与上述流路(25)连通。在该连接流路(27)的预定位置处设置有释放单向阀(29)。该释放单向阀(29)的设置位置在连接流路(27)和上述流路(25)的分支点与连接流路(27)和第2液压控制流路(Pi2)的连接点之间的预定位置处。释放单向阀(29)的设置方向是这样设计的：当连接流路(27)的油压力克服释放单向阀(29)的阀簧(29a)的弹力时，容许油从第1液压控制流路(Pi1)往第2液压控制流路(Pi2)流动。
最好把释放单向阀(29)的阀簧(29a)的弹力设计得小于直行行走阀(21)的阀簧(23)的弹力。
未说明的附图标记(31)表示释放阀，该释放阀用于当液压控制流路(Pi1,Pi2)的压力非正常上升时，使液压控制泵(Pi)排出的油流量返回油槽(T)。
下面说明具有上述构造的本实施例直行行走装置的动作。
当行走系统促进器(TR、TL)中的至少一个操作时：
<1>作业装置系统执行机构(a,b,c,d,a′,b′,c′)全部不动作时〔即，没有必要执行直行行走功能时〕，第1液压控制流路(Pi1)的压力上升，但第2液压控制流路(Pi2)的压力为“0”，因此，第1液压控制流路(Pi1)的液压控制油克服连接流路(27)中的释放单向阀(29)的阀簧(29)的弹力，通过释放单向阀(29)流到第2液压控制流路，(Pi2)之后，与主流路合流再排到油槽(T)。这时，第1液压控制流路(Pi1)的液压控制油在通过释放单向阀(29)之前，通过上述分支点也流到流路(25)，虽然在直行行走阀(21)的与阀簧(23)相对的一侧增加了油压力，但由于直行行走阀(21)的阀簧(23)的弹力大于释放单向并(29)的弹力，所以，不能使直行行走阀(21)的阀塞移动，全部流量通过释放单向阀(29)流到第2液压控制流路(Pi2)。因此，直行行走阀(21)继续保持上述的第1状态(I)，第1油压泵(P1)排出的油流量供给右侧行走马达(TR)及作业装置系统执行机构(a,b,c,d)，第2油压泵(P2)排出的油流量供给左侧行走马达(TL)及作业装置系统执行机构(a′,b′,c′)。
<2>作业装置系统执行机构(a,b,c,d,a′,b′,c′)中的至少一个动作时〔即，必须执行直行行走功能时〕，第1液压控制流路(Pi1)的压力和第2液压控制流路(Pi2)的压力同时上升。这时，第2液压控制流路(Pi2)的上升压力在释放单向阀(29)的背压侧形成压力，所以，第1液压控制流路(Pi1)的液压控制油不能通过释放单向阀(29)，而通过上述分支点流到流路(25)，克服直行行走阀(21)的阀簧(23)的弹力，使直行行走阀(21)的阀塞移动，从而把直行行走阀(21)切换为第2状态(Ⅱ)。因此，第1油压泵(P1)排出的油流量通过直行行走阀(21)供给右侧行走马达(TR)和左侧行走马达(TL)，第2油压泵(P2)排出的油流量通过直行行走阀(21)供给全部的作业装置系统执行机构(a,b,c,d,a′,b′,c′)。其结果，因为行走系统执行机构(TR和TL)通过单一泵(P1)接受动作用油，所以，在行走的同时，即使作业装置动作也能保持直行行走。
如上所述，本发明的直行行走装置，用于挖掘机、起重机等可行走式各种建筑机械时，与以往的直行行走装置相比，结构简单，流路和油压部件减少，能切实地实现直行功能，简化了制作及组装工艺，也可节省制造费用。

Claims (5)

1．一种重型机械的直行行走装置，备有液压控制泵、容量相同的第1和第2油压泵、由该油压泵驱动的右侧和左侧行走马达、若干个作业装置系统执行机构；其特征在于：还备有设在从第1和第2油压泵分支出的各流路中的直行行走阀、直行行走阀的阀簧、第1液压控制流路、第2液压控制流路、使第1和第2液压控制流路相互连通的连接流路、从连接流路分支出来并在直行行走阀的阀簧的相对侧与直行行走阀连通的流路、释放单向阀以及弹性地支承上述释放单向阀的释放单向阀阀簧；上述直行行走阀有第1状态和第2状态，第1状态是：第1油压泵排出的油流量供给右侧行走马达及上述若干个作业装置系统执行机构中的一部分执行机构，第2油压泵排出的油流量供给左侧行走马达及上述若干个作业装置系统执行机构中剩余部分的执行机构；第2状态是：第1油压泵排出的油流量同时地供给右侧和左侧行走马达，第2油压泵排出的油流量供给上述若干个作业系统执行机构；上述直行行走阀的阀簧用于把直行行走阀弹性地支承在第1状态；上述第1液压控制流路从液压控制泵分支出来，通过了与右侧和左侧行走马达的控制阀直接连接的换向阀之后排出；上述第2液压控制流路从液压控制泵分支出来，通过了与作业装置系统执行机构的控制阀直接连接的换向阀之后排出；上述释放单向阀设置在连接流路和上述流路的分支点与连接流路和第2液压控制流路连接点之间的预定位置处。
2．如权利要求1所述的重型机械的直行行走装置，其特征在于：上述换向阀具有内部流路，该内部流路在与换向阀直接连接的控制阀的阀塞中立时开放，在该阀塞移动时被阻断。
3．如权利要求1或2所述的重型机械的直行行走装置，其特征在于：上述连接流路在第1和第2液压控制流路通过任何一个换向阀之前的预定位置处使第1和第2液压控制流路相互连通。
4．如权利要求1或2所述的重型机械的直行行走装置，其特征在于：上述释放单向阀的阀簧的弹力小于直行行走阀的阀簧的弹力。
5．如权利要求3所述的重型机械的直行行走装置，其特征在于：上述释放单向阀的阀簧的弹力小于直行行走阀的阀簧的弹力。
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