CN109372042A - 动臂自重抵消的液压挖掘机装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种动臂自重抵消的液压挖掘机装置，包含：机架，与机架连接的动臂，还包含：动臂油缸，无杆腔端和活塞杆分别安装在机架和动臂上；一至多个氮气压弹簧缸，无杆腔端和活塞杆分别安装在机架和动臂上；每个该氮气压弹簧缸的无杆腔通过管路连接蓄能器，用于向氮气压弹簧缸的无杆腔充入高压氮气；动臂油缸的有杆腔、一至多个氮气压弹簧缸的有杆腔均通过并联油路连接液压控制设备。本发明实现了动臂自重抵消，提升了挖掘机工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及挖掘机技术领域，特别是涉及一种动臂自重抵消的液压挖掘机装置。
背景技术
挖掘机由动臂、斗杆、作业机具三部分铰接而成，一般挖掘机工作装置有数吨以上自重，而且挖掘机工作装置的自重随着挖掘机型号的增大而增加。
由于挖掘机的作业过程是由往复式双作用液压缸控制工作装置起落，如动臂起落、斗杆伸缩和作业机具工作等，来完成挖掘，起落和装卸等功能。其中，工作装置起落过程中，工作装置自重往往大于载荷，载重量在挖掘机输出功率中的占比很小，大部分的功率消耗在工作装置的自重上，从而浪费了挖掘机的功率，增加了挖掘机的尾气排放，降低了挖掘机的作业效率。
因此，挖掘机技术领域急需一种能够消除动臂自重影响的功率消耗少的技术手段。
发明内容
为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种动臂自重抵消的液压挖掘机装置，以实现抵消占比巨大的动臂自重对发动机的有效功率及工作效率的影响。
为达上述目的，本发明提出一种动臂自重抵消的液压挖掘机装置，包含：机架（13），与该机架（13）连接的动臂（2），其特征在于，还包含：
动臂油缸（4），无杆腔端和其活塞杆分别安装在该机架（13）和该动臂（2）上；
一至多个氮气压弹簧缸（12），无杆腔端和其活塞杆分别安装在该机架（13）和该动臂（2）上；每个该氮气压弹簧缸（12）的无杆腔通过管路连接蓄能器（16），用于向该氮气压弹簧缸（12）的无杆腔充入高压氮气；
该动臂油缸（4）的有杆腔、该一至多个氮气压弹簧缸（12）的有杆腔均通过并联油路（3）连接液压控制设备。
优选地，如上的一种动臂自重抵消的液压挖掘机装置，其中，所述氮气压弹簧缸（12）的无杆腔和蓄能器（16）之间依次连接传感器（14）和控制器（15）。
优选地，如上的一种动臂自重抵消的液压挖掘机装置，其中，所述传感器（14）连接显示器（17）。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的控制示意图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实施例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
结合图1与图2，本发明的动臂自重抵消的液压挖掘机装置包括：
机架13，与机架13连接的动臂2。
动臂油缸4的无杆腔一端安装在机架13上，另一端通过其活塞杆连接动臂2；
一至多个氮气压弹簧缸12的无杆腔一端安装在机架13上，另一端通过其活塞杆连接动臂2；每个氮气压弹簧缸的无杆腔通过管路依次连接传感器14、控制器15和蓄能器16，用于向氮气压弹簧缸的无杆腔充入压力适当的高压氮气；
动臂油缸4的有杆腔、一至多个氮气压弹簧缸12的有杆腔均通过并联油路3连接液压控制设备。
为了控制方便，本发明还可以包含显示器17，连接控制器15，用来显示传感器14所监测到的气压值，当前各个工况数据等。
动臂油缸4也可以反方向安装，无杆腔一端安装在动臂2上，另一端通过其活塞杆连接到机架13上。
一至多个氮气压弹簧缸12也可以反方向安装，无杆腔一端安装在动臂2上，另一端通过其活塞杆连接到机架13上。
1.动臂提升状态：挖掘机动臂2提升时，蓄能器16中的高压气体通过管路经控制器15经管路到达氮气压弹簧缸12的无杆腔，作用于活塞，因支架13固定不动，其活塞杆将作用力传递于动臂2的提升，同时随着氮气压弹簧缸12的活塞的运动，其有杆腔容积变小，其中的液压油经过动臂油缸4的有杆腔并联管路回到挖掘机液压控制设备，带走氮气弹簧往复运动的热量及磨损屑。
2.动臂下降状态：挖掘机动臂2下降时，动臂油缸4的有杆腔和氮气压弹簧缸12的有杆腔同时受到压力，压力油通过并联油路作用使动臂油缸4的活塞和氮气压弹簧缸12的活塞向无杆腔运行，造成氮气压弹簧缸12的无杆腔容积变小，使高压氮气经管路、控制器15回到蓄能器16。
3.动臂停止状态：挖掘机液压控制阀锁止动臂油缸4和氮气压弹簧缸12的有杆腔油路，并同时锁止动臂油缸4的无杆腔油路，实现动臂停止。
4. 装车，整平，破碎等各种作业状况：通过传感器的数值，根据挖掘机的需求来调整到达氮气压弹簧缸12的无杆腔的高压氮气的压力值来抵消动臂的自重。
本发明通过在氮气压弹簧缸的无杆腔充入高压氮气，产生抵消挖掘机工作装置自重的举升力，根据作业工况及作业工具的不同以适当的气压平衡掉动臂及斗杆和作业机具的重量，使挖掘机减少了在起落作业时，消耗在工作装置自重上的功率，使其功率直接作用于载重量。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、使挖掘机的有效功率直接用于载重量上。
2、挖掘机能源消耗降低约30%，作业效率提高约20%，降低了挖掘机的使用成本。
3、延长了挖掘机的使用寿命。
4、适用于各型号挖掘机，应用范围广。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。
Claims (3)
1.一种动臂自重抵消的液压挖掘机装置，包含：机架（13），与该机架（13）连接的动臂（2），其特征在于，还包含：
动臂油缸（4），无杆腔端和其活塞杆分别安装在该机架（13）和该动臂（2）上；
一至多个氮气压弹簧缸（12），无杆腔端和其活塞杆分别安装在该机架（13）和该动臂（2）上；每个该氮气压弹簧缸（12）的无杆腔通过管路连接蓄能器（16），用于向该氮气压弹簧缸（12）的无杆腔充入高压氮气；
该动臂油缸（4）的有杆腔、该一至多个氮气压弹簧缸（12）的有杆腔均通过并联油路（3）连接液压控制设备。
2.如权利要求2所述的一种动臂自重抵消的液压挖掘机装置，其特征在于，所述氮气压弹簧缸（12）的无杆腔和蓄能器（16）之间依次连接传感器（14）和控制器（15）。
3.如权利要求3所述的一种动臂自重抵消的液压挖掘机装置，其特征在于，所述传感器（14）连接显示器（17）。
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