CN114087246A - 一种割台的液压系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种割台的液压系统及其控制方法，该液压系统包括液压油箱、恒压变量泵、两位三通比例电磁阀、蓄能器、两位三通开关电磁阀和割台升降油缸；所述蓄能器连接于所述两位三通比例电磁阀与所述割台升降油缸之间，所述两位三通开关电磁阀连接于所述两位三通比例电磁阀和所述割台升降油缸的有杆腔回路之间。本发明的蓄能器能为整个液压回路提供有效的振动缓冲，可实现割台的平稳升降。在位置传感器不工作或位置传感器损坏的情况下，蓄能器使割台小范围浮动，即在不受人为操作且没有电气控制时，割台在触及地面时迅速浮起，这样既保护了割台亦避免了杂质外入。

Description

一种割台的液压系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及农用机械技术领域，特别涉及一种割台的液压系统及其控制方法。
背景技术
现有技术中，青贮机割台的升降液压系统普遍采用开关电磁阀控制割台升降(如图1所示)，需要人工手动执行操作。在田间作业时，由于作物茂盛及视觉盲区，很难人为及时对割台高度作出调整，存在诸多缺陷。例如，①割台过高时，容易残留作物根茬，由于作物是青饲料，导致浪费严重；②割台过低时，容易将泥土石块等喂入机器，导致机器寿命缩减，情况严重时可能影响整机及时作业；③液压系统中，液压泵采用定量泵，控制阀采用开关电磁阀，存在速度不可控，功率损失大等问题。
在现有技术中有提出全自动青贮装备割台调节装置，增加了高度仿形装置和PLC控制，使得割台能够根据判别距地面的高度而升降到设定值。但整个控制系统仍然存在到执行端响应速度慢，不能及时作出合理的调整，而且田间工况过于复杂，电气元件易损坏等问题，且在传感器损坏时割台不再能实现自动控制。在割台升降过程中依然存在速度不可控，能源损耗严重，压力波动较大等问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述不足，提供一种可实现割台智能浮动的液压系统及其控制方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种割台的液压系统，该液压系统包括液压油箱、恒压变量泵、两位三通比例电磁阀、蓄能器、两位三通开关电磁阀和割台升降油缸；所述恒压变量泵的进油口连接所述液压油箱，所述恒压变量泵的出油口连接所述两位三通比例电磁阀，所述两位三通比例电磁阀连接所述割台升降油缸；所述蓄能器连接于所述两位三通比例电磁阀与所述割台升降油缸之间，所述两位三通开关电磁阀连接于所述两位三通比例电磁阀和所述割台升降油缸的有杆腔回路之间。
进一步的，所述的液压系统，该液压系统还包括调平油缸和三位四通比例电磁阀，所述恒压变量泵的出油口连接所述三位四通比例电磁阀，所述三位四通比例电磁阀连接所述调平油缸。
进一步的，所述的液压系统，该液压系统还包括管路过滤器，所述管路过滤器连接于所述恒压变量泵和所述两位三通比例电磁阀之间。
进一步的，所述的液压系统，该液压系统还包括液压锁，所述液压锁连接于所述蓄能器和所述两位三通比例电磁阀之间，所述两位三通开关电磁阀连接于所述割台升降油缸的有杆腔回路上的所述液压锁和所述蓄能器之间。
进一步的，所述的液压系统，该液压系统还包括散热器，用于防止该液压系统温度过高。
进一步的，所述的液压系统，该液压系统包括2个所述两位三通比例电磁阀、2个所述割台升降油缸和1个分流阀块，1个所述分流阀块连接于2个所述两位三通比例电磁阀和2个所述割台升降油缸之间，用于将进油及出油均一分为二供给2个所述割台升降油缸。
一种基于上述任一项所述的液压系统的控制方法，该方法包括：
通过两位三通开关电磁阀进行手动控制模式和PLC自动控制模式的切换；
在割台工作过程中，当割台贴近地面时，割台处于正常工作状态；当割台落到地面时，蓄能器主动给该液压系统供油，使得割台升降油缸重新伸出，割台浮起。
进一步的，所述的控制方法，所述手动控制模式下，通过电气开关手动控制2个两位三通比例电磁阀的得电与失电；当割台高度小于要求高度时，控制一两位三通比例电磁阀得电，割台升降油缸伸出，割台上升；当割台高度大于要求高度时，控制另一两位三通比例电磁阀得电，所述割台升降油缸缩回，割台下降；所述蓄能器消除所述两位三通比例电磁阀换向时带来的液压冲击和振动。
进一步的，所述的控制方法，所述PLC自动控制模式下，通过位置传感器检测割台高度，并将数据传送到PLC控制器，所述PLC控制器根据要求高度自动控制2个所述两位三通比例电磁阀，使所述割台升降油缸伸出或缩回。
进一步的，所述的控制方法，该方法还包括：通过三位四通比例电磁阀控制调平油缸调节割台的左右倾斜角度。
本发明的优点与效果是：
1.本发明提供的液压系统采用两位三通比例电磁阀，使割台升降速度可调。
2.本发明提供的液压系统采用恒压变量泵，使得该液压系统损耗更小，更加节能，且恒压变量泵响应快、耐高压、耐冲击，在割台升降过程中压力波动小。
3.本发明提供的液压系统采用两位三通开关电磁阀进行手动控制模式和PLC自动控制模式的切换。
4.本发明提供的液压系统采用蓄能器。在位置传感器正常工作的情况下，蓄能器能为整个液压回路提供有效的振动缓冲，可实现割台的平稳升降。在位置传感器不工作(可设置位置传感器不工作模式)或位置传感器损坏的情况下，蓄能器使割台小范围浮动，即在不受人为操作且没有电气控制时，割台在触及地面时迅速浮起，这样既保护了割台亦避免了杂质外入。
5.本发明提供的液压系统采用调平油缸，使得割台左右倾角可调，在坡度较大的地块中能够适应工况作业。
6.本发明提供的液压系统可应用于农业机械其他收获机械割台或需要升降的结构。
附图说明
图1示出现有技术中液压系统的示意图；
图2示出本发明提供的液压系统的示意图；
图3示出本发明提供的液压系统的电路连接示意图；
图4示出本发明提供的液压系统的PLC自动控制模式的控制流程图；
图5示出本发明提供的液压系统在青贮收获机中的应用示意图；
图6示出本发明提供的液压系统与割台的连接示意图。
附图标记说明：1-液压油箱、2-管路过滤器、3-恒压变量泵、4-蓄能器、5-液压锁、6-两位三通比例电磁阀、7-散热器、8-两位三通开关电磁阀、9-三位四通比例电磁阀、10-调平油缸、11-分流阀块、12-割台升降油缸、13-割台、14-喂入辊、15-破碎辊、16-籽粒破碎器、17-青贮收获机、18-抛送筒、19-控制系统集成箱、20-液压系统集成箱、21-位置传感器。
具体实施方式
为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明：
在本发明的描述中，需要理解的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图2示出本发明提供的液压系统的示意图，该液压系统包括液压油箱1、恒压变量泵3、两位三通比例电磁阀6、蓄能器4、两位三通开关电磁阀8和割台升降油缸12。恒压变量泵2的进油口连接液压油箱1，恒压变量泵2的出油口连接两位三通比例电磁阀6，两位三通比例电磁阀6连接割台升降油缸12。工作时，恒压变量泵3由发动机提供动力，并通过液压管从液压油箱1吸油供给整个液压系统，通过两位三通比例电磁阀6来控制割台升降油缸12的升降动作。蓄能器4连接于两位三通比例电磁阀6与割台升降油缸12之间，起到缓冲作用，且可实现在无其他动力情况下，割台小范围的上下浮动。两位三通开关电磁阀8连接于两位三通比例电磁阀6和割台升降油缸12的有杆腔回路之间，实现该液压系统的工作模式的切换。
该液压系统还包括调平油缸10和三位四通比例电磁阀9，恒压变量泵3的出油口连接三位四通比例电磁阀9，三位四通比例电磁阀9连接调平油缸10，以控制调整割台角度。具体的是，调平油缸10一端与割台本体连接，另一端与喂入辊连接，其初始位置呈水平状态，调平油缸伸出割台左端下移，反之调平油缸缩回。
该液压系统还包括管路过滤器2、液压锁5、散热器7和位置传感器21。管路过滤器2连接于恒压变量泵3和两位三通比例电磁阀6之间，用于保证整个液压系统的油液清洁度。进一步的，该液压系统还包括液压锁5，液压锁5连接于蓄能器4和两位三通比例电磁阀6之间，防止油液泄漏时割台升降油缸自由下落导致事故发生。此时，两位三通开关电磁阀6连接于割台升降油缸12的有杆腔回路上的液压锁5和蓄能器4之间。散热器7用于防止该液压系统温度过高。如图6所示，位置传感器21置于割台本体前端底部(左右各一个)，测试高度更加准确。位置传感器21的外部装有覆盖件(图中未示出)且能上下移动，保护位置传感器不受损伤。
一具体实施方式中，该液压系统包括2个两位三通比例电磁阀6、2个割台升降油缸12和1个分流阀块11。1个分流阀块11连接于2个两位三通比例电磁阀和2个割台升降油缸之间，用于将进油及出油均一分为二供给2个割台升降油缸12。此时，该液压系统包括2个蓄能器4，一个蓄能器4连接于一个两位三通比例电磁阀6与分流阀块11之间，另一个蓄能器4连接于另一个两位三通比例电磁阀6与分流阀块11之间。
图5示出本发明提供的液压系统在青贮收获机中的应用示意图。该青贮收获机17包括割台13、喂入辊14、破碎辊15、籽粒破碎器16和抛送筒18。割台13安装于喂入辊14，喂入辊14安装于破碎辊15，破碎辊安装于籽粒破碎器16前面，籽粒破碎器16安装于抛送筒18前面。工作时，割台13把收获的青贮秸秆通过喂入辊14输送到破碎辊15，秸秆破碎后输送到籽粒破碎器16，籽粒破碎后通过抛送筒18将收获完成的青饲料抛送到随行的运输车中。其中，整个机械的控制系统集成于控制系统集成箱19中，液压系统集成于液压系统集成箱20中。具体的如图6所示，割台13安装于喂入辊14，割台本体包括割台13、位置传感器21(左右各一个)、调平油缸10、割台升降油缸12(连接在喂入辊14上)。工作时，通过左右两个位置传感器21检测割台高度，再通过割台升降油缸12来调节割台13的高度，通过调平油缸10来调节割台的左右倾斜角度。
该液压系统的工作模式分别为：
①手动控制模式：两位三通开关电磁阀8的工作位置处于右位(图2中示出位置)。
恒压变量泵3由发动机提供动力，通过液压管从液压油箱1吸油供给整个液压系统。这种模式下，通过电气开关手动控制两个两位三通比例电磁阀6的得电与失电。如图2所示，当一两位三通比例电磁阀(图2中左侧的两位三通比例电磁阀)得电时，割台升降油缸12伸出，割台上升；当另一两位三通比例电磁阀(图2中右侧的两位三通比例电磁阀)得电时，割台升降油缸12缩回，割台下降。此时，两个蓄能器4的作用是消除两位三通比例电磁阀换向时带来的液压冲击和振动，使得整个液压系统及割台运行平稳。在遇到坡度较大的地块时，可手动调整调平油缸10，使得割台按调整的角度工作。
②PLC自动控制模式：两位三通开关电磁阀8的工作位置换位于左位(按钮开关换向)。
恒压变量泵3由发动机提供动力，通过液压管从液压油箱1吸油供给整个液压系统。这种模式下，如图3所示，位置传感器21检测割台高度，将检测到的数据传输给PLC控制器，经过处理后的数据显示在触摸屏上。PLC控制器根据要求高度及设置好的程序自动控制2个两位三通比例电磁阀6，也可通过操作按钮手动调节，使割台升降油缸12伸出或缩回，进而使割台达到要求高度。PLC控制器还会根据割台两侧的位置传感器21的数据差值，自动控制三位四通比例电磁阀9，调整调平油缸10，使割台达到工作角度。
③液压自主浮动模式：可在手动控制模式和PLC自动模式中穿插联合使用。
开启蓄能器4，利用蓄能器4能够提供给液压系统短暂性供油的功能来实现割台自主浮动。当割台贴近地面时，割台处于正常工作状态；当割台落到地面时，由于液压系统失去压力，蓄能器的油液则会主动给系统供油，使得割台升降油缸重新伸出，割台浮起，即在蓄能器4的作用下，割台在调整到贴近地面高度时，不用再去控制割台高度也能正常作业且不会损坏割台。工作时，只需将割台高度调整到贴近地面的高度即可不用再去加以控制。
基于上述液压系统的控制方法，该方法包括：
通过两位三通开关电磁阀进行手动控制模式和PLC自动控制模式的切换。两位三通开关电磁阀8的工作位置处于右位(图2中示出位置)为手动控制模式，两位三通开关电磁阀8的工作位置换位于左位(按钮开关换向)为PLC自动控制模式。且可在手动控制模式和PLC自动模式中穿插联合使用液压自主浮动模式。
在割台工作过程中，当割台贴近地面时，割台处于正常工作状态；当割台落到地面时，蓄能器主动给该液压系统供油，使得割台升降油缸重新伸出，割台浮起。
通过三位四通比例电磁阀手动或自动控制调平油缸调节割台的左右倾斜角度。
其中，手动控制模式下，通过电气开关手动控制2个两位三通比例电磁阀的得电与失电。当割台高度小于要求高度时，控制左两位三通比例电磁阀得电，割台升降油缸伸出，割台上升；当割台高度大于要求高度时，控制右两位三通比例电磁阀得电，割台升降油缸缩回，割台下降。蓄能器消除所述两位三通比例电磁阀换向时带来的液压冲击和振动。
其中，PLC自动控制模式下，通过位置传感器检测割台高度，并将数据传送到PLC控制器，PLC控制器根据要求高度自动控制2个两位三通比例电磁阀，使割台升降油缸伸出或缩回。
一具体实施方式应用中，如图4所示，割台启动后，通过位置传感器21判断割台高度是否在20-100mm之间。如果是，则割台开始工作；如果否，当割台小于20mm时，割台上升；当割台大于100mm时，割台下降。在工作过程中，如遇到割台的左右位置传感器高度不一致时，当割台左边的位置传感器高度大于右边传感器高度，割台调平油缸伸出；反之，调平油缸缩回，工作过程是一个实时监测变化的过程。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，并非用来限定本发明的实施范围。但凡在本发明的保护范围内所做的等效变化及修饰，皆应认为落入了本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种割台的液压系统，其特征在于，该液压系统包括液压油箱(1)、恒压变量泵(3)、两位三通比例电磁阀(6)、蓄能器(4)、两位三通开关电磁阀(8)和割台升降油缸(12)；所述恒压变量泵(3)的进油口连接所述液压油箱(1)，所述恒压变量泵(3)的出油口连接所述两位三通比例电磁阀(6)，所述两位三通比例电磁阀(6)连接所述割台升降油缸(12)；所述蓄能器(4)连接于所述两位三通比例电磁阀(6)与所述割台升降油缸(12)之间，所述两位三通开关电磁阀(8)连接于所述两位三通比例电磁阀(6)和所述割台升降油缸(12)的有杆腔回路之间。
2.根据权利要求1所述的液压系统，其特征在于，该液压系统还包括调平油缸(10)和三位四通比例电磁阀(9)，所述恒压变量泵(3)的出油口连接所述三位四通比例电磁阀(9)，所述三位四通比例电磁阀(9)连接所述调平油缸(10)。
3.根据权利要求1或2所述的液压系统，其特征在于，该液压系统还包括管路过滤器(2)，所述管路过滤器(2)连接于所述恒压变量泵(3)和所述两位三通比例电磁阀(6)之间。
4.根据权利要求1或2所述的液压系统，其特征在于，该液压系统还包括液压锁(5)，所述液压锁(5)连接于所述蓄能器(4)和所述两位三通比例电磁阀(6)之间，所述两位三通开关电磁阀(8)连接于所述割台升降油缸(12)的有杆腔回路上的所述液压锁(5)和所述蓄能器(4)之间。
5.根据权利要求1或2所述的液压系统，其特征在于，该液压系统还包括散热器(7)，用于防止该液压系统温度过高。
6.根据权利要求1或2所述的液压系统，其特征在于，该液压系统包括2个所述两位三通比例电磁阀(6)、2个所述割台升降油缸(12)和1个分流阀块(11)，1个所述分流阀块(11)连接于2个所述两位三通比例电磁阀(6)和2个所述割台升降油缸(12)之间，用于将进油及出油均一分为二供给2个所述割台升降油缸(12)。
7.一种基于权利要求1至6任一项所述的液压系统的控制方法，其特征在于，该方法包括：
通过两位三通开关电磁阀(8)进行手动控制模式和PLC自动控制模式的切换；
在割台工作过程中，当割台贴近地面时，割台处于正常工作状态；当割台落到地面时，蓄能器(4)主动给该液压系统供油，使得割台升降油缸(12)重新伸出，割台浮起。
8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述手动控制模式下，通过电气开关手动控制2个两位三通比例电磁阀(6)的得电与失电；当割台高度小于要求高度时，控制一两位三通比例电磁阀得电，所述割台升降油缸(12)伸出，割台上升；当割台高度大于要求高度时，控制另一两位三通比例电磁阀得电，所述割台升降油缸(12)缩回，割台下降；所述蓄能器(4)消除所述两位三通比例电磁阀(6)换向时带来的液压冲击和振动。
9.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述PLC自动控制模式下，通过位置传感器检测割台高度，并将数据传送到PLC控制器，所述PLC控制器根据要求高度自动控制2个所述两位三通比例电磁阀(6)，使所述割台升降油缸伸出或缩回。
10.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，该方法还包括：通过三位四通比例电磁阀(9)控制调平油缸(10)调节割台的左右倾斜角度。
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CN114667840A (zh) * 2022-04-21 2022-06-28 潍柴雷沃重工股份有限公司 一种割草机割台的操纵方法、系统及割草机

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