CN117948310B - 秸秆饲料打捆机液压系统、液压方法及切换方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于打捆机技术领域，提供了秸秆饲料打捆机液压系统、液压方法及切换方法，其中系统包括主油缸、压料油缸和推料油缸，通过控制各油缸的工作状态，进行两次压料和一次推料的过程。本发明将原有技术中的单向顺序阀优化为第一先导电磁溢流阀，当系统压力P在P1～17%P1时，消除了因单向顺序阀没有完全打开造成的大功率损耗，减少了油液产生的热量，降低了液压油油温；本发明的液压系统中，先导电磁溢流阀设定的压力均为安全压力，在整个工作过程中，三个溢流阀均没有工作，则降低了液压系统的能量损耗，降低整个液压系统的油温。

Description

秸秆饲料打捆机液压系统、液压方法及切换方法

技术领域

本发明属于打捆机技术领域，特别涉及秸秆饲料打捆机液压系统、液压方法及切换方法。

背景技术

在农业机械领域，秸秆饲料打捆机应用广泛，如图1所示，草料从储料仓落入压料仓22内，主油缸1伸出至最大行程，完成草料第一压缩，并锁紧主油缸1；接着，压料油缸2伸出至最大行程，完成草料第二次压缩，并锁紧压料油缸2；然后，推料油缸3伸出至最大行程，完成压缩草料的推出；最后，主油缸1、压料油缸2、推料油缸3同时缩回至初始位置。至此，完成一次循环动作，即完成一个打捆作业动作。压缩后的草料从出料口23推出过程中，根据设备配置，可以在出料口23的位置安装缠网装置进行缠网或套袋作业，完成整个打捆包的作业。

如图2所示，为现有的打捆机系统，其采用主油缸1、压料油缸2和推料油缸3。每个油缸连接了对应的三个电液换向阀，然后三个电液换向阀通过单向顺序阀和溢流阀等连接到油箱，并配备了过滤器、高压泵和低压泵等。

然而，整个作业过程中，主油缸1、压料油缸2在伸出行程末端均存在延时保压过程，此时会产生功率损耗，产生大量的热量，导致整个液压系统油温升高；单向顺序阀一般选取17%的压力比，即当系统压力P在P1～17%P1（P1为图2中单向顺序阀的设定压力）时，单向顺序阀没有完全打开，也存在大功率损耗，产生大量的热量；故：

1、现有秸秆饲料打捆机液压系统正常工作时，液压油温高，特别是夏季作业，液压油温超过80℃而无法作业，必须停机降温后才能继续作业；

2、整机驱动功率过高，小马力的拖拉机无法驱动作业，功率损失大。

在现有技术中，高压泵、低压泵的总的驱动功率比较大，且受驱动功率的限制，P2（图2中电磁溢流阀的设定压力）压力不能调节过高，则，压缩后的草料密度无法提升。

发明内容

为了解决背景技术中至少一个问题，本发明提出秸秆饲料打捆机液压系统、液压方法及切换方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种秸秆饲料打捆机液压系统，包括：

主油缸，连接有第一电液换向阀；

所述第一电液换向阀的进油口连接有管路C，所述管路C一端分别连接有管路K和管路H；所述管路K连接至油箱，且管路K上设置有中压泵；所述管路H上设置有第一先导电磁溢流阀，且管路H连接至管路F；

所述管路F上设置有回油过滤器，所述管路F一端与主油缸的回油口连接，另一端连接至油箱；

压料油缸，连接有第二电液换向阀；所述第二电液换向阀的进油口与管路C连接，出油口与管路F连接；

推料油缸，连接有第三电液换向阀，所述第三电液换向阀的进油口与管路C连接，出油口与管路F连接；

管路A，与第一电液换向阀、第二电液换向阀和第三电液换向阀的进油口连接，且设置有压力传感器；

管路B，与第一电液换向阀、第二电液换向阀和第三电液换向阀的出油口连接；

低压泵，用于将液压油输送至主油缸、压料油缸和推料油缸；

高压泵，用于将液压油输送至主油缸、压料油缸和推料油缸。

优选地，所述管路C上安装有第一单向阀，所述第一单向阀用于将液压油导至管路A。

优选地，所述管路K上还设置有第一吸油过滤器，所述第一吸油过滤器位于中压泵与油箱之间。

优选地，所述管路A连接有管路D，所述管路D上设置有第二单向阀，所述第二单向阀用于将液压油导至管路A；

所述管路D的一端还连接有管路L和管路I，所述管路L与油箱连接，所述管路I与管路F连接。

优选地，所述管路L上安装有低压泵和第二吸油过滤器，所述第二吸油过滤器位于低压泵与油箱之间。

优选地，所述管路I上安装有第二先导电磁溢流阀。

优选地，所述管路A还连接有管路E，所述管路E上安装有第三单向阀，所述第三单向阀用于将液压油导至管路A；

所述管路E的远离管路A的一端还连接有管路G、管路J和管路M，所述管路G连接至管路F，所述管路J连接至管路F，所述管路M连接至油箱。

优选地，所述管路G上安装有直动溢流阀，所述管路J上安装有电磁换向阀，所述管路M上安装有高压泵，所述高压泵连接至油箱。

一种液压方法，用于上述的秸秆饲料打捆机液压系统，包括以下步骤：

通过低压泵、中压泵和高压泵将液压油输送至主油缸无杆腔，使主油缸的伸缩杆移动至最大行程并保压延时，完成对草料的第一次压缩；

当主油缸的伸缩杆移动至最大行程后，通过低压泵、中压泵和高压泵将液压油输送至压料油缸的无杆腔，使压料油缸的伸缩杆移动至最大行程并保压延时，完成对草料的第二次压缩；

当压料油缸的伸缩杆移动至最大行程后，通过低压泵、中压泵和高压泵将液压油输送至推料油缸的无杆腔，使推料油缸的伸缩杆移动至最大行程并保压延时，将草料推出；

将草料推出后，控制主油缸和压料油缸的伸缩杆复位，然后控制推料油缸的伸缩杆复位。

一种切换方法，用于上述的秸秆饲料打捆机液压系统，包括以下步骤：

在主油缸和压料油缸的伸缩杆伸出过程及保压延时过程中，通过压力传感器检测到管路A的工作压力；

基于管路A的工作压力选择中压泵、低压泵和高压泵的工作状态，包括：

高压泵输出液压油进入第一电液换向阀和第二电液换向阀；

中压泵、高压泵输出液压油合流进入第一电液换向阀和第二电液换向阀；

中压泵、高压泵、低压泵输出液压油合流进入第一电液换向阀和第二电液换向阀。

本发明的有益效果：

1、本发明将原有技术中的单向顺序阀优化为第一先导电磁溢流阀，当系统压力P在P1～17%P1时，消除了因单向顺序阀没有完全打开造成的大功率损耗，减少了油液产生的热量，降低了液压油油温；

2、本发明的液压系统中，先导电磁溢流阀设定的压力均为安全压力，在整个工作过程中，三个溢流阀均没有工作，则降低了液压系统的能量损耗，降低整个液压系统的油温；

3、与现有技术相比，在相同的驱动功率下，因高压泵的流量很小（一般可为6～10mL/r）则草料的最高压缩压力可以提高上限，进而提高压缩草料的密度；

4、与现有技术相比，中压泵7的设定压力小于现有技术中高压泵的设定压力，则最大驱动功率比现有的驱动功率小，更适用小的拖拉机使用；

5、本发明采用低压泵、中压泵和高压泵组合的方式，在给缸体输送液压油时，三个泵体可以根据进油口的工作压力选择三个泵体的一个、两个或三个进行工作，有利于保护泵体和管路，提高使用寿命。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了背景技术中的一种秸秆饲料打捆机的结构示意图；

图2示出了背景技术中的一种秸秆饲料打捆机的液压系统；

图3示出了本发明的一种秸秆饲料打捆机的液压系统；

图4示出了本发明的电液换向阀的端口位置图；

图5示出了本发明的电液换向阀的工作状态图。

图中：1、主油缸；2、压料油缸；3、推料油缸；4、第一电液换向阀；5、第二电液换向阀；6、第三电液换向阀；7、中压泵；8、低压泵；9、第一吸油过滤器；10、回油过滤器；11、高压泵；12、电磁换向阀；13、直动溢流阀；14、第一先导电磁溢流阀；15、第二先导电磁溢流阀；16、第二吸油过滤器；17、压力传感器；18、第一单向阀；19、第二单向阀；20、第三单向阀；21、油箱；22、压料仓；23、出料口。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将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清楚、完整地说明，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

一种秸秆饲料打捆机液压系统，如图3所示，包括主油缸1、压料油缸2、推料油缸3、管路A和管路B。其中主油缸1连接有第一电液换向阀4；第一电液换向阀4的进油口连接有管路C，出油口连接至管路F，管路C一端分别连接有管路K和管路H；管路K连接至油箱21，且管路K上设置有中压泵7；管路H上设置有第一先导电磁溢流阀14，且管路H连接至管路F。管路F一端与主油缸1的回油口连接，另一端连接至油箱21，且管路F上设置有回油过滤器10。

需要说明的是，管路C上安装有第一单向阀18，第一单向阀18用于将液压油导至管路A。管路K上还设置有第一吸油过滤器9，第一吸油过滤器9位于中压泵7与油箱21之间。

进一步地，压料油缸2连接有第二电液换向阀5；第二电液换向阀5的进油口与管路C连接，出油口与管路F连接。推料油缸3连接有第三电液换向阀6，第三电液换向阀6的进油口与管路C连接，出油口与管路F连接。

进一步地，管路A为进油管路其与第一电液换向阀4、第二电液换向阀5和第三电液换向阀6的进油口连接，且管路A还设置有压力传感器17，通过压力传感器17可以实时检测各电液换向阀进油口的压力。同样的，管路B与第一电液换向阀4、第二电液换向阀5和第三电液换向阀6的出油口连接，使三个电液换向阀通过管路B连接至管路F。

进一步地，管路A连接有管路D，管路D上设置有第二单向阀19，第二单向阀19用于将液压油导至管路A。管路D的一端还连接有管路L和管路I，管路L与油箱21连接，管路I与管路F连接。管路L上安装有低压泵8和第二吸油过滤器16，第二吸油过滤器16位于低压泵8与油箱21之间。管路I上安装有第二先导电磁溢流阀15。

进一步地，管路A还连接有管路E，管路E上安装有第三单向阀20，第三单向阀20用于将液压油导至管路A；管路E的远离管路A的一端还连接有管路G、管路J和管路M，管路G连接至管路F，管路J连接至管路F，管路M连接至油箱21。另外，管路G上安装有直动溢流阀13（采用内控式），管路J上安装有电磁换向阀12，管路M上安装有高压泵11，高压泵11连接至油箱21。

需要说明的是，在图3中，中压泵7、低压泵8和高压泵11可以将液压油从油箱21中抽出，然后到达管路A，随后可以进入第一电液换向阀4、第二电液换向阀5和第三电液换向阀6，最后输送至主油缸1、压料油缸2和推料油缸3。例如，中压泵7的液压油可以通过管路K、管路C到达管路A；同理低压泵8的液压油输送路线有管路L→管路D→管路A；高压泵11的液压油输送路线有管路M→管路E→管路A。而且三者的工作压力从大到小依次为高压泵11、中压泵7和低压泵8。另外，图3中第一电液换向阀4、第二电液换向阀5和第三电液换向阀6的进油口是先连接至管路A，再由管路A与管路C连接。同样的，第一电液换向阀4、第二电液换向阀5和第三电液换向阀6的出油口是先连接至管路B，然后由管路B连接至管路F，因此第一电液换向阀4、第二电液换向阀5和第三电液换向阀6与管路C之间可以采用间接连接的方式安装。

如图4所示，本发明的三个电液换向阀均为三位四通阀，其中P口为进油口，O口为回油口，A口和B口为通油口。另外结合图1可知，在三个电液换向阀中，A口均与缸体的无杆腔连通，B口均与缸体的有杆腔连通。

一种液压方法，用于上述的秸秆饲料打捆机液压系统，包括以下步骤：

S1：通过低压泵8、中压泵7和高压泵11将液压油输送至主油缸1无杆腔，使主油缸1的伸缩杆移动至最大行程并保压延时，完成对草料的第一次压缩；S2：当主油缸1的伸缩杆移动至最大行程后，通过低压泵8、中压泵7和高压泵11将液压油输送至压料油缸2的无杆腔，使压料油缸2的伸缩杆移动至最大行程并保压延时，完成对草料的第二次压缩；S3：当压料油缸2的伸缩杆移动至最大行程后，通过低压泵8、中压泵7和高压泵11将液压油输送至推料油缸3的无杆腔，使推料油缸3的伸缩杆移动至最大行程并保压延时，将草料推出；S4：将草料推出后，控制主油缸1和压料油缸2的伸缩杆复位，然后控制推料油缸3的伸缩杆复位。

一种切换方法，用于上述的秸秆饲料打捆机液压系统，包括以下步骤：

在主油缸1和压料油缸2的伸缩杆伸出过程及保压延时过程中，通过压力传感器17检测到管路A的工作压力；

基于管路A的工作压力选择中压泵7、低压泵8和高压泵11的工作状态，包括：高压泵11输出液压油进入第一电液换向阀4和第二电液换向阀5；中压泵7、高压泵11输出液压油合流进入第一电液换向阀4和第二电液换向阀5；中压泵7、高压泵11、低压泵8输出液压油合流进入第一电液换向阀4和第二电液换向阀5。

在图3中，第一电液换向阀4、第二电液换向阀5和第三电液换向阀6均采用电磁电导式，而电磁换向阀12、第一先导电磁溢流阀14和第二先导电磁溢流阀15均采用了电磁控制，因此图3中DT1~DT9可以得电或失电，从而控制阀门的工作状态，下面结合图3上述的系统、液压方法和切换方法对本发明的详细工作过程进行说明。

液压方法具体流程如下：

1）当启动自动打捆作业时，开始向压料仓22进料，当称重传感器检查到包重设定值时，电磁铁DT1、DT2、DT3、DT5得电，此时管路H、I、J断开，第一电液换向阀4左移至图5中（a）对应的位置，则中压泵7、低压泵8及高压泵11输出流量合流后到达管路A，然后经第一电液换向阀4进入主油缸1的无杆腔，推动主油缸1伸出，同时，主油缸1的有杆腔油液经第一电液换向阀4、管路B、管路F的回油过滤器10回到油箱21，实现主油缸1伸出，完成草料第一次压缩。

2）当主油缸1到达最大行程后，此时主油缸1在程序设定的压力值上保压延时T1秒；同时，当工作压力达到设定压力值时，DT5失电，同时DT1、DT2、DT3、DT7得电，此时管路H、I、J断开，第二电液换向阀5左移，则中压泵7、低压泵8及高压泵11输出流量合流后，经第二电液换向阀5进入压料油缸2的无杆腔，推动压料油缸2伸出，同时，压料油缸2的有杆腔油液经第二电液换向阀5、管路B、管路F的回油过滤器10回到油箱21，实现压料油缸2伸出，完成草料第二次压缩。

3）当压料油缸2到达最大行程后，此时压料油缸2在程序设定压力值上保压延时T2秒；同时，当工作压力达到设定压力值时，DT7失电，同时DT1、DT2、DT3、DT9得电，此时管路H、I、J断开，第三电液换向阀6左移，则中压泵7、低压泵8及高压泵11输出流量合流后，经第三电液换向阀6进入推料油缸3的无杆腔，推料油缸3伸出，同时，推料油缸3的有杆腔油液经第三电液换向阀6的回油口、管路B、管路F的回油过滤器10回到油箱21，实现推料油缸3伸出，完成草料推出。

4）当推料油缸3到达最大行程后，保压延时T3秒后，DT9失电，同时DT1 、DT2、DT3、DT6、DT8得电，此时管路H、I、J断开，第二电液换向阀5和第三电液换向阀6右移，压料油缸2、推料油缸3缩回；延时T4秒后，DT6、DT8失电，同时DT1、DT2、DT3、DT4得电，此时管路H、I、J断开，第一电液换向阀4处于图5中b对应的位置，主油缸1缩回至初始位置；完成一个周期工作。

需要说明的是，在上述液压流程（1）~（4）中设定压力可以根据实际情况进行调整，例如采用背景技术中的压力值P2。

下面说明切换方法的具体流程，首先需要说明的是，第二先导电磁溢流阀15的设定压力为P3，卸荷压力为P31，P3=（1.1~1.3）P31，且P31=P1，P1为图2中单向顺序阀的设定压力。第一先导电磁溢流阀14的设定压力为P4，卸荷压力为P41，P4=（1.1~1.3）P41。直动溢流阀13的设定压力为P5，电磁换向阀12的卸荷压力为P21，P21=P2，P2为图2中电磁溢流阀的设定压力，另外，P5>P4>P3。因此具体切换流程如下：

1）在主油缸1、压料油缸2伸出过程及延时过程中，当压力传感器17检查到工作压力P＞P31时，则DT1失电，第二先导电磁溢流阀15卸荷，实现低压泵8卸荷，此时仅中压泵7、高压泵11合流进入第一电液换向阀4；当压力传感器17检查到工作压力P＜P31时，则DT1得电，第二先导电磁溢流阀15关闭，实现中压泵7、高压泵11、低压泵8输出流量合流进入第一电液换向阀4和第二电液换向阀5。

2）在主油缸1、压料油缸2伸出过程及延时过程中，当压力传感器17检查到工作压力P＞P41时，则DT1、DT2失电，第一先导电磁溢流阀14和第二先导电磁溢流阀15卸荷，实现中压泵7、低压泵8卸荷，此时仅高压泵11进入第一电液换向阀4；当压力传感器17检查到工作压力P处于P31＜P＜P41时，则DT1失电、DT2得电，第二先导电磁溢流阀15卸荷、第一先导电磁溢流阀14导通，实现中压泵7和高压泵11输出流量合流进入第一电液换向阀4和第二电液换向阀5。

3）在主油缸1、压料油缸2伸出过程及延时过程中，当压力传感器17检查到工作压力P＞P21时，则DT1、DT2、DT3均失电、且所有电磁铁均失电，第一先导电磁溢流阀14、第二先导电磁溢流阀15、电磁换向阀12卸荷，实现低压泵8、中压泵7、高压泵11卸荷，此时油缸停止。

4）当压力传感器17检查到工作压力P41＜P≤P21时，则DT1、DT2失电，DT3得电，第一先导电磁溢流阀14、第二先导电磁溢流阀15均卸荷，实现高压泵11输出流量合流进入第一电液换向阀4和第二电液换向阀5，此时，液压系统处于延时T1、T2阶段，保证保压压力值P21的同时降低能量损耗，降低整机的油温。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种秸秆饲料打捆机液压系统，其特征在于，包括：

主油缸（1），连接有第一电液换向阀（4）；

所述第一电液换向阀（4）的进油口连接有管路C，所述管路C一端分别连接有管路K和管路H；所述管路K连接至油箱（21），且管路K上设置有中压泵（7）；所述管路H上设置有第一先导电磁溢流阀（14），且管路H连接至管路F；

所述管路F上设置有回油过滤器（10），所述管路F一端与主油缸（1）的回油口连接，另一端连接至油箱（21）；

压料油缸（2），连接有第二电液换向阀（5）；所述第二电液换向阀（5）的进油口与管路C连接，出油口与管路F连接；

推料油缸（3），连接有第三电液换向阀（6），所述第三电液换向阀（6）的进油口与管路C连接，出油口与管路F连接；

管路A，与第一电液换向阀（4）、第二电液换向阀（5）和第三电液换向阀（6）的进油口连接，且设置有压力传感器（17）；

管路B，与第一电液换向阀（4）、第二电液换向阀（5）和第三电液换向阀（6）的出油口连接；

低压泵（8），用于将液压油输送至主油缸（1）、压料油缸（2）和推料油缸（3）；

高压泵（11），用于将液压油输送至主油缸（1）、压料油缸（2）和推料油缸（3）。

2.根据权利要求1所述的一种秸秆饲料打捆机液压系统，其特征在于，所述管路C上安装有第一单向阀（18），所述第一单向阀（18）用于将液压油导至管路A。

3.根据权利要求1所述的一种秸秆饲料打捆机液压系统，其特征在于，所述管路K上还设置有第一吸油过滤器（9），所述第一吸油过滤器（9）位于中压泵（7）与油箱（21）之间。

4.根据权利要求1所述的一种秸秆饲料打捆机液压系统，其特征在于，所述管路A连接有管路D，所述管路D上设置有第二单向阀（19），所述第二单向阀（19）用于将液压油导至管路A；

所述管路D的一端还连接有管路L和管路I，所述管路L与油箱（21）连接，所述管路I与管路F连接。

5.根据权利要求4所述的一种秸秆饲料打捆机液压系统，其特征在于，所述管路L上安装有低压泵（8）和第二吸油过滤器（16），所述第二吸油过滤器（16）位于低压泵（8）与油箱（21）之间。

6.根据权利要求4或5所述的一种秸秆饲料打捆机液压系统，其特征在于，所述管路I上安装有第二先导电磁溢流阀（15）。

7.根据权利要求1所述的一种秸秆饲料打捆机液压系统，其特征在于，所述管路A还连接有管路E，所述管路E上安装有第三单向阀（20），所述第三单向阀（20）用于将液压油导至管路A；

所述管路E的远离管路A的一端还连接有管路G、管路J和管路M，所述管路G连接至管路F，所述管路J连接至管路F，所述管路M连接至油箱（21）。

8.根据权利要求7所述的一种秸秆饲料打捆机液压系统，其特征在于，所述管路G上安装有直动溢流阀（13），所述管路J上安装有电磁换向阀（12），所述管路M上安装有高压泵（11），所述高压泵（11）连接至油箱（21）。

9.一种液压方法，用于权利要求1-8任一项所述的秸秆饲料打捆机液压系统，其特征在于，包括以下步骤：

通过低压泵（8）、中压泵（7）和高压泵（11）将液压油输送至主油缸（1）无杆腔，使主油缸（1）的伸缩杆移动至最大行程并保压延时，完成对草料的第一次压缩；

当主油缸（1）的伸缩杆移动至最大行程后，通过低压泵（8）、中压泵（7）和高压泵（11）将液压油输送至压料油缸（2）的无杆腔，使压料油缸（2）的伸缩杆移动至最大行程并保压延时，完成对草料的第二次压缩；

当压料油缸（2）的伸缩杆移动至最大行程后，通过低压泵（8）、中压泵（7）和高压泵（11）将液压油输送至推料油缸（3）的无杆腔，使推料油缸（3）的伸缩杆移动至最大行程并保压延时，将草料推出；

将草料推出后，控制主油缸（1）和压料油缸（2）的伸缩杆复位，然后控制推料油缸（3）的伸缩杆复位。

10.一种切换方法，用于权利要求1-8任一项所述的秸秆饲料打捆机液压系统，其特征在于，包括以下步骤：

在主油缸（1）和压料油缸（2）的伸缩杆伸出过程及保压延时过程中，通过压力传感器（17）检测到管路A的工作压力；

基于管路A的工作压力选择中压泵（7）、低压泵（8）和高压泵（11）的工作状态，包括：

高压泵（11）输出液压油进入第一电液换向阀（4）和第二电液换向阀（5）；

中压泵（7）、高压泵（11）输出液压油合流进入第一电液换向阀（4）和第二电液换向阀（5）；

中压泵（7）、高压泵（11）、低压泵（8）输出液压油合流进入第一电液换向阀（4）和第二电液换向阀（5）。