CN110219332A - 一种挖掘机的动臂机构重力抵消装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种挖掘机的动臂机构重力抵消装置。包括配重臂、动臂机构重力抵消配重，动臂机构重力抵消配重设置在配重臂端部；配重臂通过配重臂销轴铰接于动臂大臂上，配重臂与动臂大臂之间设有配重臂位置调整油缸；动臂大臂设有角度传感器；配重臂位置调整油缸的液压油路上设有控制油路通断的开关阀，开关阀与角度传感器连接；配重臂位置调整油缸的液压油路关闭时，配重臂位置调整油缸的阀杆固定不动；配重臂位置调整油缸的液压油路导通时，配重臂位置调整油缸的阀杆在油缸内任意滑动。本发明安全性高，维护成本低，适应各种工况及运输，能够实现动臂机构提升及下降的全工况节能需求，节能效果明显。
Description
技术领域
本发明涉及挖掘机，具体是一种挖掘机的动臂机构重力抵消装置。
背景技术
挖掘机是一种重要的建筑工程机械，广泛应用于工程建设，矿山采掘等各种工程项目，而挖掘机在工作时，需要耗费大量能源，为实现节约能源，减少排放，保护环境的目的，对挖掘机进行节能降耗的开发非常重要。挖掘机在作业时，需要通过不停的抬升、下降动臂机构，来实现挖掘、卸料等工况。然而挖掘机的动臂机构自身质量非常大，这就需要额外付出大量能量去克服这些额外的重力，因此大量的能量被消耗掉。为降低这种能量能耗，现有技术公开了多种节能型挖掘机，有混合动力式挖掘机，蓄能式挖掘机等。但这些节能型挖掘机，应用局限大，节能效果有限，目前无法得到广泛推广。其中带有蓄能器的挖掘机，主要原理是，利用蓄能器吸收动臂下降的势能，将吸收的能量释放到动臂提升中，起到辅助动臂提升的作用，但因吸收能量过大，不能适应挖掘机的各种作业工况，比如平整作业，削坡作业，精细作业等工况，同时，蓄能装置还存在一些安全性问题，会带来安全隐患，还有利用其他节能技术的挖掘机，但这些技术存在结构复杂，制造成本高，维护困难等缺点，在节能的同时，带来了一些安全隐患，增加了挖掘机运行中的故障率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种挖掘机的动臂机构重力抵消装置，该装置可以根据工况所需随时调整动臂机构重力抵消装置角度和位置，且调整方便，增强了各种工况及运输的适应性，能够满足动臂机构提升及下降的全工况节能需求，且节能效果明显。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：
一种挖掘机的动臂机构重力抵消装置，包括配重臂、动臂机构重力抵消配重，动臂机构重力抵消配重设置在配重臂端部；配重臂通过配重臂销轴铰接于动臂大臂上，配重臂与动臂大臂之间设有配重臂位置调整油缸；动臂大臂设有角度传感器；配重臂位置调整油缸的液压油路上设有控制油路通断的开关阀，开关阀与角度传感器连接；配重臂位置调整油缸的液压油路关闭时，配重臂位置调整油缸的阀杆固定不动；配重臂位置调整油缸的液压油路导通时，配重臂位置调整油缸的阀杆在油缸内任意滑动。
采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，有益效果是：
安全性高，维护成本低，可以根据工况所需随时增加或减少配重来实现动臂机构重力的相互抵消，也可以根据工况所需随时调整动臂机构抵消重力装置角度和位置，且调整方便，增强了各种工况及运输的适应性，能够满足动臂机构提升及下降的全工况节能需求，且节能效果明显。该结构便于生产加工，尤其适合现有挖掘机的直接改造，因采用配重臂与动臂大臂直接铰接的方式，配重臂与动臂大臂位置的相对位置随时可以调整，适应性强，因此可避免配重臂在动臂大臂提升角度过大，配重臂破坏和干扰接触车体等液压部件，比如配重臂下方的液压装置，如分配器、旋转机构、液压管路等等，该结构便于运输，控制方便；通过配重臂位置调整油缸可以降低运动接触的噪音，延长配重机构的使用寿命。
进一步的，本发明的优选方案是：
配重臂位置调整油缸的液压油路中还设有换向阀、溢流阀，换向阀连接挖掘机的液压多路阀系统中的备用附件控制油口，油路进口处设有溢流阀；换向阀与开关阀并联后连接配重臂位置调整油缸。
车架平台上设有配重臂限位块，配重臂设有配重臂限位开关，配重臂限位开关固定在配重臂限位块上或者固定在配重臂上。
开关阀、换向阀均为电磁阀，开关阀与角度传感器、配重臂限位开关电连接。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图；
图2是配重臂位置调整油缸液压控制原理图；
图3是配重臂位置调整油缸设置在配重臂上部示意图；
图4是两段铰接式配重臂示意图；
图中：车架平台1；动臂大臂2；动臂大臂销轴3；动臂大臂油缸4；动臂小臂油缸5；动臂小臂6；动臂铲斗油缸7；铲斗8；配重臂销轴9；配重臂10；动臂机构重力抵消配重11；配重臂限位开关12：配重臂限位块13；第二配重臂位置调整油缸14；配重臂位置调整油缸15；动臂机构重力抵消装置16；动臂机构17；角度传感器18；第二配重臂19；开关阀20；换向阀21；溢流阀22；多路阀系统23；节流阀24；第一配重臂25。
具体实施方式
以下结合附图及实施例详述本发明。
参见图1，本实施例所述挖掘机的动臂机构17由动臂大臂2、动臂大臂销轴3、动臂大臂油缸4、动臂小臂油缸5、动臂小臂6、动臂铲斗油缸7、铲斗8组成。动臂机构重力抵消装置16包括配重臂销轴9、配重臂10、动臂机构重力抵消配重11、配重臂限位块13、配重臂位置调整油缸15，配重臂10通过配重臂销轴9铰接于动臂大臂2上，配重臂位置调整油缸15一端与动臂大臂2铰接，另一端与配重臂10铰接，动臂机构重力抵消配重11设置在配重臂10的端部，配重臂限位块13设置在车架平台1上，配重臂限位块13上设有配重臂限位开关12，动臂大臂2设置角度传感器18，配重臂位置调整油缸15的液压油路上设有控制油路通断的开关阀20，开关阀20与动臂大臂2的角度传感器18及配重臂限位开关12连接。当配重臂位置调整油缸15液压控制油路被关闭时，配重臂位置调整油缸15的阀杆与油缸位置被锁定，此时配重臂10通过配重臂位置调整油缸15和动臂大臂2形成杠杆结构，以动臂大臂销轴3为支点，起到对动臂机构17部分或全部的重力抵消的作用；当配重臂位置调整油缸15的液压控制油路被导通时，配重臂位置调整油缸15的阀杆在油缸内任意滑动，此时配重臂10不再跟随动臂大臂2移动。该动臂机构重力抵消装置16便于生产加工，尤其适合现有挖掘机的直接改造。
参见图2，配重臂位置调整油缸15的液压油路中设有开关阀20、换向阀21和溢流阀22，开关阀20、换向阀21均为电磁阀，开关阀20、换向阀21与角度传感器18、配重臂限位开关12电连接，换向阀21连接挖掘机的液压多路阀系统中的备用附件控制油口，油路进口处设有溢流阀22；换向阀21与开关阀20并联后连接配重臂位置调整油缸15。当开关阀20通电时，配重臂位置调整油缸15的液压油路关闭，配重臂位置调整油缸15的阀杆与油缸位置被锁定；开关阀20断电时，配重臂位置调整油缸15的液压油路与回油导通，配重臂位置调整油缸15的阀杆在油缸内任意滑动。该液压控制系统简单、安全，且能够利用挖掘机多路阀自身的备用附件阀油路系统，便于现有挖掘机的液压系统连接改造。
当挖掘机进行挖掘、卸料、装车等动作时，开关阀20通电，此时配重臂位置调整油缸15因各油路处于关闭状态，其阀杆与油缸位置被锁定，配重臂位置调整油缸15与配重臂10、动臂机构重力抵消配重11形成一个固定整体，随动臂大臂2作业工况的需求而上下移动，从而达到抵消部分或全部的动臂机构17的重力；当配重臂10接触到配重臂限位开关12时，开关阀20断电，配重臂位置调整油缸15大小腔与回油相通，其阀杆与油缸之间任意滑动，此时，配重臂10因重力作用，停留在配重臂限位块13位置，配重臂10不再随动臂大臂2提升而继续下移，从而避免配重臂10干扰接触到车体等液压部件；当动臂大臂2下降到某一角度，角度传感器18感知到动臂大臂2设定的角度时，开关阀20通电，将配重臂位置调整油缸15油路关闭，使配重臂位置调整油缸15和配重臂10继续跟随动臂大臂2作业工况而移动，起到抵消部分或全部的动臂机构17的重力，实现挖掘机的节能目的。
在实际施工中或挖掘机需要运输时，需要改变配重臂10与动臂大臂2的相对角度，此时通过换向阀21的换向，对配重臂10提供额外的动力进行调整，从而改变配重臂10与动臂大臂2相对角度，使其配重臂10达到需求高度，这种作用能够更加广泛的适应各种施工中的需求。比如，当有运输需求时，为便于挖掘机运输，既可以通过开关阀20进行调整，此时，将动臂大臂2提升，使配重臂10回落到配重臂限位块13处，再将开关阀20强制断电，配重臂位置调整油缸15大小腔与回油相通，其阀杆与油缸之间任意滑动，配重臂10不再随动臂大臂2运动而移动，方便挖掘机的运输，但如果挖掘机在狭小空间，动臂大臂2的提升角度受限，无法通过提升动臂大臂2使配重臂10回落到配重臂限位块13处，就可以通过换向阀21对配重臂10提供额外动力，使配重臂10回落。
如图3所示，配重臂位置调整油缸15也可以安装在配重臂10的上方，配重臂10下部空间因此加大，干扰挖掘机车体下部空间。
参见图4，配重臂10为两段铰接式配重臂，包括第一配重臂25和第二配重臂19，第二配重臂19与第一配重臂25铰接，第二配重臂19端部安装动臂机构重力抵消配重11，第一配重臂25与第二配重臂19之间铰接有第二配重臂位置调整油缸14，通过第二配重臂位置调整油缸14的伸缩，调整第二配重臂19角度，使第二配重臂19抬起或下降。该结构不仅能够更好的适应挖掘机工作的各种工况下节能的需求，同时可以适应挖掘机工作和运输中对高度的要求。
需要指出的是，对于配重臂10是否移动到配重臂限位位置，或是大臂动臂2的所处角度，不仅可以通过角度传感器18的方式进行感知，也可以通过其他传感器的方式进行动臂或是配重臂角度的感知，比如通过姿态传感器，行程开关等传感方式进行感知。
以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本发明的权利范围之内。
Claims (4)
1.一种挖掘机的动臂机构重力抵消装置，包括配重臂、动臂机构重力抵消配重，动臂机构重力抵消配重设置在配重臂端部；其特征在于：配重臂通过配重臂销轴铰接于动臂大臂上，配重臂与动臂大臂之间设有配重臂位置调整油缸；动臂大臂设有角度传感器；配重臂位置调整油缸的液压油路上设有控制油路通断的开关阀，开关阀与角度传感器连接；配重臂位置调整油缸的液压油路关闭时，配重臂位置调整油缸的阀杆固定不动；配重臂位置调整油缸的液压油路导通时，配重臂位置调整油缸的阀杆在油缸内任意滑动。
2.根据权利要求1所述的一种挖掘机的动臂机构重力抵消装置，其特征在于：配重臂位置调整油缸的液压油路中还设有换向阀、溢流阀，换向阀连接挖掘机的液压多路阀系统中的备用附件控制油口，油路进口处设有溢流阀；换向阀与开关阀并联后连接配重臂位置调整油缸。
3.根据权利要求1所述的一种挖掘机的动臂机构重力抵消装置，其特征在于：车架平台上设有配重臂限位块，配重臂设有配重臂限位开关，配重臂限位开关固定在配重臂限位块上或者固定在配重臂上。
4.根据权利要求2或3所述的一种挖掘机的动臂机构重力抵消装置，其特征在于：开关阀、换向阀均为电磁阀，开关阀与角度传感器、配重臂限位开关电连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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