CN114233721A - 一种挖掘机、伐木机具锯齿润滑液压系统及其控制方法 - Google Patents

一种挖掘机、伐木机具锯齿润滑液压系统及其控制方法 Download PDF

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张芮
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孙庆冲
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Abstract

本发明公开了一种挖掘机、伐木机具锯齿润滑液压系统及其控制方法，液压系统中，主泵的吸油口与液压油箱相连，主泵的出油口与第一电磁换向阀及第二电磁换向阀的进油口相连；第一电磁换向阀的工作油口与马达驱动机构相连，用于操作马达驱动机构以控制锯齿马达带动锯齿伸出或收回；第二电磁换向阀的工作油口与锯齿马达相连，用于控制锯齿马达工作；回收液压油箱收集马达驱动机构和锯齿马达的泄漏油，回收液压油箱与润滑控油机构相连，润滑控油机构用于控制回收液压油箱内的液压油滴落在锯齿表面。本发明采用锯齿马达等装置的泄漏油对锯齿进行润滑，有效延长了锯齿的使用寿命，且液压系统结构简单，控制方便，节省成本。

Description

一种挖掘机、伐木机具锯齿润滑液压系统及其控制方法
技术领域
本发明属于挖掘机技术领域，具体涉及一种挖掘机、伐木机具锯齿润滑液压系统及其控制方法。
背景技术
随着国内林业市场自动化程度需求增加，伐木机需求旺盛，设计可靠、高性能的伐木机具已成为各大工程机械企业的市场趋势。目前伐木机具锯齿大部分不采用任何润滑方式，锯齿易磨损，影响伐木机具可靠性。而采用其它润滑形式，则需要配备相应的润滑系统，增加了成本。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种挖掘机、伐木机具锯齿润滑液压系统及其控制方法，采用锯齿马达等装置的泄漏油对锯齿进行润滑，有效延长了锯齿的使用寿命，且液压系统结构简单，控制方便，节省成本。
本发明提供了如下的技术方案：
第一方面，提供一种伐木机具锯齿润滑液压系统，包括液压油箱、主泵、回收液压油箱、润滑控油机构、第一电磁换向阀、第二电磁换向阀、马达驱动机构、锯齿马达以及与锯齿马达相连的锯齿；
所述主泵的吸油口与液压油箱相连，所述主泵的出油口分别与第一电磁换向阀及第二电磁换向阀的进油口相连；
所述第一电磁换向阀的工作油口与马达驱动机构相连，用于操作马达驱动机构以控制锯齿马达带动锯齿伸出或收回；
所述第二电磁换向阀的工作油口与锯齿马达相连，用于控制锯齿马达工作；
所述回收液压油箱收集马达驱动机构和锯齿马达的泄漏油，所述回收液压油箱与润滑控油机构相连，所述润滑控油机构用于控制回收液压油箱内的液压油滴落在锯齿表面。
进一步的，所述润滑控油机构的进油端与回收液压油箱的出油口相连，所述润滑控油机构的出油端连接第一单向阀，所述第一单向阀的出油口对接锯齿表面。
进一步的，所述润滑控油机构包括第二单向阀、第三单向阀和单作用液压缸，所述回收液压油箱的出油口、第二单向阀和单作用液压缸的大腔进油口依次连接导通，所述单作用液压缸的大腔出油口、第三单向阀和第一单向阀依次连接导通；所述单作用液压缸的小腔进油口与第一电磁换向阀用于操作马达驱动机构以控制锯齿马达伸出的工作油口相连。
进一步的，所述润滑控油机构包括第三电磁换向阀，所述第三电磁换向阀的进油口与回收液压油箱的出油口相连，所述第三电磁换向阀的出油口与第一单向阀的进油口相连。
进一步的，所述马达驱动机构包括双作用液压缸，所述双作用液压缸的活塞连接有活塞杆，所述活塞杆与锯齿马达相连；所述双作用液压缸的小腔油口进油时，活塞杆带动锯齿马达伸出；所述双作用液压缸的大腔油口进油时，活塞杆带动锯齿马达收回。
进一步的，所述第一电磁换向阀为三位四通电磁换向阀，所述第一电磁阀的两个工作油口之一与双作用液压缸的大腔油口相连，另一工作油口与双作用液压缸的小腔油口相连，所述第一电磁阀的回油口与液压油箱相连。
进一步的，所述第二电磁换向阀为三位四通电磁换向阀，所述第二电磁换向阀的两个工作油口之一与锯齿马达的进油腔相连，另一工作油口与锯齿马达的出油腔相连，所述第二电磁阀的回油口与液压油箱相连。
进一步的，所述回收液压油箱的进油口连接有泄油过滤器，所述泄油过滤器用于过滤所收集的马达驱动机构和锯齿马达的泄漏油；所述主泵的出油口还连接有溢流阀，所述溢流阀的出油口与液压油箱相连。
第二方面，提供一种挖掘机，包括第一方面所述的伐木机具锯齿润滑液压系统。
第三方面，提供一种第一方面所述的伐木机具锯齿润滑液压系统的控制方法，包括以下步骤：
当伐木机具开始工作时，马达驱动机构和锯齿马达的泄漏油流向回收液压油箱，润滑控油机构控制回收液压油箱内的液压油不流出；
当需要锯齿马达工作时，第二电磁换向阀的进油口与工作油口导通，主泵将液压油箱内的液压油输送至锯齿马达处，使锯齿马达工作；同时，润滑控油机构控制回收液压油箱内的液压油滴落在锯齿表面；同时，第一电磁换向阀的进油口与工作油口导通，操作马达驱动机构以控制锯齿马达带动锯齿伸出，开始切削工作；
当锯齿马达完成切削工作后，第二电磁换向阀缓慢回复中位，锯齿马达停止工作；同时，润滑控油机构控制回收液压油箱内的液压油不再流出；同时，第一电磁换向阀的进油口与另一工作油口导通，操作马达驱动机构以控制锯齿马达带动锯齿收回。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）本发明采用回收液压油箱收集马达驱动机构和锯齿马达的泄漏油，润滑控油机构控制回收液压油箱内的液压油滴落在锯齿表面，采用泄漏的液压油实现对锯齿的润滑，既有效延长了锯齿的使用寿命和可靠性，又节省了增加其它形式润滑系统的成本；
（2）本发明中第一电磁换向阀的工作油口与马达驱动机构相连，用于操作马达驱动机构以控制锯齿马达带动锯齿伸出或收回，第二电磁换向阀的工作油口与锯齿马达相连，用于控制锯齿马达工作，两个电磁换向阀与润滑控油机构协调配合，保证锯齿马达开始工作的同时进行锯齿润滑，避免了工作初期锯齿的磨损；
（3）本发明提供的液压系统结构简单，控制方法操作方便，节省成本，使伐木机具的可靠性进一步提升。
附图说明
图1是实施例1中液压系统的结构示意图；
图2是实施例3中液压系统的结构示意图；
图中标记为：1、液压油箱，2、主泵，3、溢流阀，4、泄油过滤器，5、回收液压油箱，6-1、第二单向阀，6-2、单作用液压缸，6-3、第三单向阀，7、第一单向阀，8、锯齿马达，9、双作用液压缸，10-1、第一电磁换向阀，10-2、第二电磁换向阀，11、第三电磁换向阀，12、锯齿。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种伐木机具锯齿润滑液压系统，包括液压油箱1、主泵2、回收液压油箱5、润滑控油机构、第一电磁换向阀10-1、第二电磁换向阀10-2、马达驱动机构、锯齿马达8以及与锯齿马达8相连的锯齿12；主泵2的吸油口与液压油箱1相连，主泵2的出油口分别与第一电磁换向阀10-1及第二电磁换向阀10-2的进油口相连，主泵2的出油口还连接有溢流阀3，溢流阀3的出油口与液压油箱1相连；第一电磁换向阀10-1的工作油口与马达驱动机构相连，用于操作马达驱动机构以控制锯齿马达8带动锯齿12伸出或收回；第二电磁换向阀10-2的工作油口与锯齿马达8相连，用于控制锯齿马达8工作；回收液压油箱5收集马达驱动机构和锯齿马达8的泄漏油，回收液压油箱5与润滑控油机构相连，润滑控油机构用于控制回收液压油箱5内的液压油滴落在锯齿12表面。
第二电磁换向阀10-2为三位四通电磁换向阀。第二电磁换向阀10-2的进油口P与主泵2的出油口相连，回油口T与液压油箱1相连。第二电磁换向阀10-2的两个工作油口之一与锯齿马达8的进油腔相连，另一工作油口与锯齿马达8的出油腔相连。本实施例中，工作油口A与锯齿马达8的D口相连，工作油口B与锯齿马达8的C口相连；当电磁铁S3得电时，进油口P与工作油口A导通，工作油口B与回油口T导通，主泵2将液压油箱1内的液压油输送至锯齿马达8的D口，实现锯齿马达8正转；当电磁铁S4得电，进油口P与工作油口B导通，工作油口A与回油口T导通，主泵2将液压油输送至锯齿马达8的C口，实现锯齿马达8反转。
本实施例中，马达驱动机构包括双作用液压缸9，双作用液压缸9由活塞分隔为大腔和小腔，大腔设有大腔油口F，小腔设有小腔油口E，活塞连接有活塞杆，活塞杆与锯齿马达8相连。第一电磁换向阀10-1为三位四通电磁换向阀，第一电磁换向阀10-1的进油口P与主泵2的出油口相连，回油口T与液压油箱1相连。第一电磁换向阀10-1的两个工作油口之一与双作用液压缸9的大腔油口相连，另一工作油口与双作用液压缸9的小腔油口相连。本实施例中，工作油口A与大腔油口F相连，工作油口B与小腔油口E相连；当电磁铁S1得电时，进油口P与工作油口A导通，工作油口B与回油口T导通，主泵2将液压油输送至双作用液压缸9的大腔油口F处，活塞杆带动锯齿马达8收回；当电磁铁S2得电，进油口P与工作油口B导通，工作油口A与回油口T导通，主泵2将液压油输送至双作用液压缸9的小腔油口E处，活塞杆带动锯齿马达8伸出。
本实施例中，回收液压油箱5的进油口连接有泄油过滤器4，泄油过滤器4用于过滤所收集的双作用液压缸9和锯齿马达8的泄漏油；回收液压油箱5的出油口与润滑控油机构的进油端相连，润滑控油机构的出油端连接第一单向阀7，第一单向阀7的出油口对接锯齿12表面。第一单向阀7防止液压油回流至润滑控油机构。
具体的，润滑控油机构包括第二单向阀6-1、第三单向阀6-3和单作用液压缸6-2，其中，单作用液压缸6-2由活塞分隔为大腔和小腔，大腔设有大腔进油口M和大腔出油口Q，小腔设有小腔进油口N。回收液压油箱5的出油口、第二单向阀6-1和单作用液压缸6-2的大腔进油口M依次连接导通，单作用液压缸6-2的大腔出油口Q、第三单向阀6-3和第一单向阀7依次连接导通；单作用液压缸6-2的小腔进油口N与第一电磁换向阀10-1的工作油口B接出的油路相连。第二单向阀6-1的作用是防止单作用液压缸6-2的小腔进油时把大腔内用来润滑锯齿的液压油重新推回回收液压油箱5，造成无法润滑锯齿的问题。第三单向阀6-3的作用是防止在单作用液压缸6-2的小腔未进油的情况下，大腔内的液压油在锯齿马达8不工作的情况下直接泄漏到锯齿12上，造成液压油的浪费。
实施例2
本实施例提供一种实施例1所述伐木机具锯齿润滑液压系统的控制方法，包括以下步骤：
伐木机具启动后，发动机带动主泵2工作，主泵2的吸油口从液压油箱1中吸取液压油，并从出油口输出液压油；当伐木机具进行不需要使用锯齿12的工作时（如树木去皮），第一电磁换向阀10-1和第二电磁换向阀10-2不得电处于中位，锯齿马达8和锯齿12处于收回状态，锯齿马达8不转动。
当伐木机具开始工作时，由液压油驱动的双作用液压缸9和锯齿马达8的泄漏油经过泄油过滤器4过滤后流向伐木机具内部的回收液压油箱5，再通过第二单向阀6-1流至单作用液压缸6-2的大腔内。
当需要锯齿马达8工作时，第二电磁换向阀10-2的电磁铁S3得电，进油口P与工作油口A导通，工作油口B与回油口T导通，主泵2将液压油箱1内的液压油输送至锯齿马达D口，锯齿马达8高速转动；同时，第二电磁换向阀10-2的电磁铁S2得电，进油口P与工作油口B导通，工作油口A与回油口T导通，主泵2将液压油输送至工作油口B处并分成两路，一路液压油输送至单作用液压缸6-2的小腔进油口N处，推动活塞，使大腔内的液压油通过第三单向阀6-3及第一单向阀7均匀滴落在高速旋转的锯齿12表面；另一路液压油输送至双作用液压缸9的小腔油口E处，活塞移动，使活塞杆带动锯齿马达8伸出开始切削树木。若在锯齿马达8向下切削树木遇到坚硬物体使锯齿转动困难时，可考虑使第二电磁换向阀10-2中电磁铁S4得电，进油口P与工作油口B导通，工作油口A与回油口T导通，主泵2将液压油输送至锯齿马达C口，锯齿马达8反转切削。
当锯齿马达8完成切削工作后，切断电磁换向阀10-2中电磁铁S3、S4供电，电磁阀阀芯在惯性力缓慢作用下回到中位（为尽可能的保护机具马达，使其不发生吸空现象），锯齿马达8逐渐停止转动；同时，第一电磁换向阀10-1的电磁铁S1得电，进油口P与工作油口A导通，工作油口B与回油口T导通，回收液压油箱5内的液压油停止输出，主泵2将液压油输送至双作用液压缸9的大腔油口F处，活塞移动，使活塞杆带动锯齿马达8收回，完成锯齿切削动作。
实施例3
如图2所示，本实施例提供一种伐木机具锯齿润滑液压系统，包括液压油箱1、主泵2、回收液压油箱5、润滑控油机构、第一电磁换向阀10-1、第二电磁换向阀10-2、马达驱动机构、锯齿马达8以及与锯齿马达8相连的锯齿12。
润滑控油机构包括第三电磁换向阀11，第三电磁换向阀11的进油口与回收液压油箱5的出油口相连，第三电磁换向阀11的出油口与第一单向阀7的进油口相连。
其它结构与实施例1中结构相同。
实施例4
本实施例提供一种实施例3所述的伐木机具锯齿润滑液压系统的控制方法，包括以下步骤：
伐木机具启动后，发动机带动主泵2工作，主泵2的吸油口从液压油箱1中吸取液压油，并从出油口输出液压油；当伐木机具进行不需要使用锯齿12的工作时（如树木去皮），第一电磁换向阀10-1和第二电磁换向阀10-2不得电处于中位，锯齿马达8和锯齿12处于收回状态，锯齿马达8不转动。
当伐木机具开始工作时，由液压油驱动的双作用液压缸9和锯齿马达8的泄漏油经过泄油过滤器4过滤后流向伐木机具内部的回收液压油箱5，再通过第二单向阀6-1流至单作用液压缸6-2的大腔内。
当需要锯齿马达8工作时，第二电磁换向阀10-2的电磁铁S3得电，进油口P与工作油口A导通，工作油口B与回油口T导通，主泵2将液压油输送至锯齿马达D口，锯齿马达8高速转动；同时，第三电磁换向阀11的电磁铁S5得电，回收液压油箱5内的液压油经过第三电磁换向阀11和第一单向阀7均匀滴落在高速旋转的锯齿12表面；同时，第二电磁换向阀10-2的电磁铁S2得电，进油口P与工作油口B导通，工作油口A与回油口T导通，主泵2将液压油输送至双作用液压缸9的小腔油口E处，活塞移动，使活塞杆带动锯齿马达8伸出开始切削树木。若在锯齿马达8向下切削树木遇到坚硬物体使锯齿转动困难时，可考虑使第二电磁换向阀10-2中电磁铁S4得电，进油口P与工作油口B导通，工作油口A与回油口T导通，主泵2将液压油输送至锯齿马达C口，锯齿马达8反转切削。
当锯齿马达8完成切削工作后，切断电磁换向阀10-2中电磁铁S3、S4供电，电磁阀阀芯在惯性力缓慢作用下回到中位（为尽可能的保护机具马达，使其不发生吸空现象），锯齿马达8逐渐停止转动；同时，第三电磁换向阀11的电磁铁S5失电，回收液压油箱5内的液压油停止输出；同时，第一电磁换向阀10-1的电磁铁S1得电，进油口P与工作油口A导通，工作油口B与回油口T导通，主泵2将液压油输送至双作用液压缸9的大腔油口F处，活塞移动，使活塞杆带动锯齿马达收回，完成锯齿切削动作。
实施例5
本实施例提供一种挖掘机，所述挖掘机配置有伐木机具，该伐木机具配置有实施例1或3所述的伐木机具锯齿润滑液压系统。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种伐木机具锯齿润滑液压系统，其特征在于，包括液压油箱、主泵、回收液压油箱、润滑控油机构、第一电磁换向阀、第二电磁换向阀、马达驱动机构、锯齿马达以及与锯齿马达相连的锯齿；
所述主泵的吸油口与液压油箱相连，所述主泵的出油口分别与第一电磁换向阀及第二电磁换向阀的进油口相连；
所述第一电磁换向阀的工作油口与马达驱动机构相连，用于操作马达驱动机构以控制锯齿马达带动锯齿伸出或收回；
所述第二电磁换向阀的工作油口与锯齿马达相连，用于控制锯齿马达工作；
所述回收液压油箱收集马达驱动机构和锯齿马达的泄漏油，所述回收液压油箱与润滑控油机构相连，所述润滑控油机构用于控制回收液压油箱内的液压油滴落在锯齿表面。
2.根据权利要求1所述的伐木机具锯齿润滑液压系统，其特征在于，所述润滑控油机构的进油端与回收液压油箱的出油口相连，所述润滑控油机构的出油端连接第一单向阀，所述第一单向阀的出油口对接锯齿表面。
3.根据权利要求2所述的伐木机具锯齿润滑液压系统，其特征在于，所述润滑控油机构包括第二单向阀、第三单向阀和单作用液压缸，所述回收液压油箱的出油口、第二单向阀和单作用液压缸的大腔进油口依次连接导通，所述单作用液压缸的大腔出油口、第三单向阀和第一单向阀依次连接导通；所述单作用液压缸的小腔进油口与第一电磁换向阀用于操作马达驱动机构以控制锯齿马达伸出的工作油口相连。
4.根据权利要求2所述的伐木机具锯齿润滑液压系统，其特征在于，所述润滑控油机构包括第三电磁换向阀，所述第三电磁换向阀的进油口与回收液压油箱的出油口相连，所述第三电磁换向阀的出油口与第一单向阀的进油口相连。
5.根据权利要求1所述的伐木机具锯齿润滑液压系统，其特征在于，所述马达驱动机构包括双作用液压缸，所述双作用液压缸的活塞连接有活塞杆，所述活塞杆与锯齿马达相连；所述双作用液压缸的小腔油口进油时，活塞杆带动锯齿马达伸出；所述双作用液压缸的大腔油口进油时，活塞杆带动锯齿马达收回。
6.根据权利要求5所述的伐木机具锯齿润滑液压系统，其特征在于，所述第一电磁换向阀为三位四通电磁换向阀，所述第一电磁阀的两个工作油口之一与双作用液压缸的大腔油口相连，另一工作油口与双作用液压缸的小腔油口相连，所述第一电磁阀的回油口与液压油箱相连。
7.根据权利要求1所述的伐木机具锯齿润滑液压系统，其特征在于，所述第二电磁换向阀为三位四通电磁换向阀，所述第二电磁换向阀的两个工作油口之一与锯齿马达的进油腔相连，另一工作油口与锯齿马达的出油腔相连，所述第二电磁阀的回油口与液压油箱相连。
8.根据权利要求1所述的伐木机具锯齿润滑液压系统，其特征在于，所述回收液压油箱的进油口连接有泄油过滤器，所述泄油过滤器用于过滤所收集的马达驱动机构和锯齿马达的泄漏油；
所述主泵的出油口还连接有溢流阀，所述溢流阀的出油口与液压油箱相连。
9.一种挖掘机，其特征在于，包括权利要求1~8任一项所述的伐木机具锯齿润滑液压系统。
10.一种权利要求1~8任一项所述的伐木机具锯齿润滑液压系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
当伐木机具开始工作时，马达驱动机构和锯齿马达的泄漏油流向回收液压油箱，润滑控油机构控制回收液压油箱内的液压油不流出；
当需要锯齿马达工作时，第二电磁换向阀的进油口与工作油口导通，主泵将液压油箱内的液压油输送至锯齿马达处，使锯齿马达工作；同时，润滑控油机构控制回收液压油箱内的液压油滴落在锯齿表面；同时，第一电磁换向阀的进油口与工作油口导通，操作马达驱动机构以控制锯齿马达带动锯齿伸出，开始切削工作；
当锯齿马达完成切削工作后，第二电磁换向阀回复中位，锯齿马达停止工作；同时，润滑控油机构控制回收液压油箱内的液压油不再流出；同时，第一电磁换向阀的进油口与另一工作油口导通，操作马达驱动机构以控制锯齿马达带动锯齿收回。
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