CN212744546U

CN212744546U - 一种公铁两用清挖机液压系统

Info

Publication number: CN212744546U
Application number: CN202020894192.6U
Authority: CN
Inventors: 刘小正; 杜永胜; 郑枫川; 马锐; 郭兴无; 李增强; 柳朝郸; 吴育; 羊怀茂; 林文; 赵全婧; 陈晋; 崇富权
Original assignee: Institute of Science and Technology of China Railway Xian Group Co Ltd
Current assignee: Institute of Science and Technology of China Railway Xian Group Co Ltd
Priority date: 2020-05-25
Filing date: 2020-05-25
Publication date: 2021-03-19
Anticipated expiration: 2030-05-25

Abstract

本实用新型提供了一种公铁两用清挖机液压系统，属于工程机械技术领域，该液压系统包括工作液压单元、行走液压单元和辅助液压单元，其中，工作液压单元用于控制、驱动清挖装置，行走液压单元用于控制、驱动胶轮马达和钢轮马达，辅助液压单元用于控制和驱动刹车油缸和转向油缸等，该系统涉及公铁两用清挖机中完整的液压控制和驱动方案，能够实现清挖机两侧履带独立控制、开沟装置和挖掘装置独立工作、整体车身角度灵活调整以及清挖深度调节等功能，一方面可以极大的提升公铁两用清挖机通过性，另一方面可以极大的提升公铁两用清挖机非平整路面的适应性，提高清挖效率的同时、保证清挖质量。

Description

一种公铁两用清挖机液压系统

技术领域

本实用新型属于工程机械技术领域，尤其涉及一种公铁两用清挖机液压系统。

背景技术

目前市场上的挖掘机，主要为履带式或轮式，以满足路面行驶为主，在轨道施工中移动极为不便，为了解决上述问题，部分技术人员在现有挖掘机上设置了简易钢轮，但是由于不具备收缩功能、且无夹轨器设备，使用过程中不安全、拆装也极为繁琐。同时，工作装置只能沿回转半径径向作业，不能实现平行挖掘，因此无法适用于公路和铁路两边沟槽的开挖及清理，及适应平行于侧壁的边沟挖掘；当在铁路轨道上工作时由于底盘接触面积变小，整机稳定性也随之下降，严重影响作业性能。现有清挖机的自动化程度较低，多年来，国内市场上主流清挖机都是通过机械传动实现的，主要用于农机行业，城乡水沟等，使用工况很单一，受施工现场环境限制因素较多。

实用新型内容

针对上述缺陷，本实用新型设计了一种新型公铁两用清挖机液压系统，该系统涉及公铁两用清挖机中完整的液压控制和驱动方案，能够实现清挖机两侧履带独立控制、开沟装置和挖掘装置独立工作、整体车身角度灵活调整以及清挖深度调节等功能，一方面可以极大的提升公铁两用清挖机通过性，另一方面可以极大的提升公铁两用清挖机非平整路面的适应性，提高清挖效率的同时、保证清挖质量。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

一种公铁两用清挖机液压系统包括液压油箱、工作液压单元、行走液压单元和辅助液压单元，其中：所述工作液压单元包括工作泵、多路操作阀、动臂油缸、铲斗油缸、斗杆油缸、偏摆油缸、快换连接器、筛分斗马达、节臂油缸和回转马达，所述工作泵的进油口连通液压油箱，工作泵的出油口连通多路操作阀，所述多路操作阀将高压油适时分配至动臂油缸、铲斗油缸、斗杆油缸、偏摆油缸、快换连接器、筛分斗马达、节臂油缸和回转马达中的一个或多个；所述行走液压单元包括行走泵、行走切换阀、钢轮马达和胶轮马达，行走泵的进油口连通液压油箱，行走泵的出油口连通行走切换阀，所述行走切换阀将高压油适时的分配至钢轮马达和胶轮马达中的一个或多个；所述辅助液压单元包括辅助泵、充液阀、储能器、刹车阀、刹车油缸、优先阀、转向器阀、转向油缸、多路辅助阀、支腿油缸和卡轨器油缸，所述辅助泵的进油口连通液压油箱，辅助泵的出油口连通充液阀，所述充液阀将高压油适时的分配至储能器和刹车阀以及优先阀，所述储能器作为备用能源通过刹车阀驱动刹车油缸工作，所述刹车阀用于控制刹车油缸工作，所述优先阀适时的将高压油分配至转向器阀和多路辅助阀，所述转向器阀用于控制转向油缸工作，所述多路辅助阀用于控制支腿油缸和卡轨器油缸工作。

优选的，所述多路操作阀为八联多路换向阀。

优选的，所述充液阀包括弹簧截止阀、主溢流阀、卸荷阀、手动泵、单向阀和电磁换向阀以及压力传感器，其中：所述弹簧截止阀设置在充液阀的P口和P1口之间；所述主溢流阀设置在充液阀的P口和 T口之间；所述卸荷阀设置在弹簧截止阀的控制端和充液阀的T口之间；所述手动泵设置在充液阀的G口和T口之间；述单向阀设置在充液阀的P口和AC口之间；所述电磁换向阀的第一进油口通过单向阀连通充液阀的AC口，电磁换向阀的第二进油口连通充液阀的T口，电磁换向阀的出油口连通充液阀的BK口；所述压力传感器用于实时检测储能器的压力。

优选的，所述刹车阀为三位三通控制阀。

优选的，所述多路辅助阀为四联多路换向阀。

优选的，所述工作液压单元用于控制清挖机的清挖装置，所述清挖装置包括主动臂、二节臂、偏摆臂、斗杆臂和作业斗，其中：所述主动臂的一端铰接在转台上，主动臂的另一端铰接二节臂的一端，二节臂的另一端铰接偏摆臂的一端，偏摆臂的另一端铰接斗杆臂的一端，斗杆臂的另一端铰接作业斗，所述动臂油缸设置在转台与主动臂之间用于驱动主动臂上下摆动，所述节臂油缸设置在主动臂和二节臂之间用于驱动二节臂上下摆动，所述偏摆油缸设置在二节臂和偏摆臂之间用于驱动偏摆臂左右摆动，所述斗杆油缸设置在偏摆臂和斗杆臂之间用于驱动斗杆臂上下摆动，所述铲斗油缸设置在斗杆臂和作业斗之间用于驱动作业斗上下摆动。

优选的，所述作业斗为铲斗或筛分斗中的一种，其中：所述铲斗分为带孔铲斗和非带孔铲斗，所述带孔铲斗的侧壁上均匀设置有多个筛分孔；所述筛分斗的内部设置有可旋转的复合筛网，所述快换连接器用于可拆卸的连接作业斗和斗杆臂；所述筛分斗马达用于驱动复合筛网工作。

优选的，所述回转马达安装在清挖机的底盘与转台之间、且用于带动转台和转台上的操作室以及清挖装置旋转。

优选的，所述支腿油缸设置在底盘的两侧用于带动铁路行走装置收起或放下，带动铁路行走装置由副车架和轨轮组成，所述副车架铰接在底盘的前后两侧，支腿油缸安装在副车架与底盘之间，所述轨轮设置在车架的两端。

优选的，所述卡轨器油缸用于驱动清挖机夹轨器的开合，所述夹轨器设置在副车架的左右两侧、且由夹轨梁、夹臂和滚盘组成，夹轨梁的一端安装在副车架上，两个夹臂通过转轴安装在夹轨梁上，夹臂之间设置有所述卡轨器油缸。

本实用新型的一种公铁两用清挖机液压系统具有以下有益效果：

(1)本实用新型不仅可以带动清挖装置径向挖掘，而且可以在行驶平面内带动清挖装置在任意方向进行挖掘。

(2)本实用新型具有两套独立的行走系统，可同时满足公路及铁路上行驶，铁路行走装置具备自动收放功能，当不使用时，可以通过收放油缸提起。

(3)本实用新型中前后副车架上配置有夹轨器和卡轨器油缸，整机工作时可将底盘扣锁止轨道上，增加整机工作稳定性。

附图说明

图1为本实用新型的整体示意图；

图2为本实用新型中工作液压单元的结构示意图；

图3为本实用新型中行走液压单元的结构示意图；

图4为本行走液压单元中行走泵的结构示意图；

图5为本实用新型中辅助液压单元的结构示意图；

图6为辅助液压单元中充液阀的结构示意图；

图7为辅助液压单元中刹车阀的结构示意图；

图8为辅助液压单元中转向器阀的结构示意图；

图9为辅助液压单元中多路辅助阀的结构示意图；

图10为本实用新型在清挖机上的第一安装示意图；

图11为本实用新型在清挖机上的第二安装示意图；

图12为本实用新型在清挖机上的第三安装示意图；

图13为本实用新型在清挖机上的第四安装示意图；

图14为本实用新型在清挖机上的第五安装示意图；

图15为本实用新型在清挖机上的第六安装示意图。

图中，1-液压油箱、2-工作液压单元、201-工作泵、202-多路操作阀、203-动臂油缸、204-铲斗油缸、205-斗杆油缸、206-偏摆油缸、207- 快换连接器、208-筛分斗油缸、209-节臂油缸、210-回转马达、3-行走液压单元、301-行走泵、302-行走切换阀、303-钢轮马达、304-胶轮马达、305-行走电磁控制阀、4-辅助液压单元、401-辅助泵、402-充液阀、 403-储能器、404-刹车阀、405-刹车油缸、406-优先阀、407-转向器阀、 408-转向油缸、409-多路辅助阀、410-支腿油缸、411-卡轨器油缸、5- 底盘、6-转台、7-操作室、8-清挖装置、801-主动臂、802-二节臂、803- 偏摆臂、804-斗杆臂、805-作业斗、9-胶轮、10-铁路行走装置、1001-副车架、1002-轨轮、11-夹轨器、1101-夹轨梁、1102-夹臂、1103-滚盘。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

根据附图所示，对本实用新型进行进一步说明：

如图1至图9所示，该公铁两用清挖机液压系统包括液压油箱1、工作液压单元2、行走液压单元3和辅助液压单元4。图1中，工作泵 201的进油口连通液压油箱1，工作泵201的出油口连通多路操作阀 202，多路操作阀202分别控制动臂油缸203、铲斗油缸204、斗杆油缸205、偏摆油缸206、快换连接器207、筛分斗马达208、节臂油缸 209和回转马达210是否工作。行走泵301的进油口连通液压油箱1，行走泵301的出油口连通行走切换阀302，行走切换阀302将高压油适时的分配至钢轮马达303和胶轮马达304中的一个或多个。辅助泵401 的进油口连通液压油箱1，辅助泵401的出油口连通充液阀402，充液阀402将高压油适时的分配至储能器403和刹车阀404以及优先阀 406，储能器403作为备用能源通过刹车阀404驱动刹车油缸405工作，刹车阀404用于控制刹车油缸405工作，优先阀406适时的将高压油分配至转向器阀407和多路辅助阀409，转向器阀407用于控制转向油缸408工作，多路辅助阀409用于控制支腿油缸410和卡轨器油缸411 工作。

如图2所示，工作介质液压油通过管路自液压油箱1联通至工作泵201，已实现能量转换，作为工作装置的动力来源。第二步通过管路将工作泵201出口的高压油和多路操作阀202联通，已实现液压能的分配，根据施工现场的实际需要，分配至各个动作；多路操作阀202 和各个执行器通过管路连接，实现各个油缸的伸出或者缩回，液压马达的正转或者反转。工作装置系统通过各个油缸的伸出或者缩回，能够实现在一定工作范围内施工。由于增加了二节臂和偏摆油缸，相比较传统的挖掘机，其施工范围更大，对施工现场的要求相比较挖机更低，具体的，本实施例中，多路操作阀202为八联多路换向阀。

如图3所示，工作介质液压油通过管路自液压油箱1联通至闭式泵补油泵油口，闭式泵补油泵出口通过管路联通管式过滤器，用于过滤进入闭式泵的液压油，管式过滤器出口一路进入闭式泵的进油口，一路联通至一联电磁阀入口，一联电磁阀出口分别通过管路连接至行走切换阀，用于切换行走切换阀的阀芯位置进行切换。用于切换整车行走状态。闭式泵通过管路联通至行走切换阀入口，作为行走主油路。行走切换阀通过管路与钢轮马达，胶轮马达联通。已实现整机的前进或者后退。其中，图4为行走泵的结构示意图。

如图5、图6和图7以及图8所示，工作介质液压油通过管路自液压油箱联通至液压泵，通过管路将液压泵与充液阀P联通，充液阀组右充液阀阀块部分和储能器两部分组成。充液阀A口通过管路和刹车阀联通，刹车阀和刹车油缸通过管路连接，用于清挖机行走过程中刹车。充液阀P1口通过管路联通至优先阀P口。优先阀通过管路一路连接至转向器，一路连接至四联阀P口。转向器出口通过管路连接至转向油缸，用于清挖机胶轮行驶过程中的方向调整。四联阀通过管路联通至支腿油缸，用于清挖机上轨道时的姿态调整，四联阀通过管路联通至卡轨器油缸，用于清挖机在轨道行驶过程中保护清挖机无侧翻风险。

需要说明的是，充液阀402包括弹簧截止阀EV、主溢流阀RV、卸荷阀UP、手动泵PM、单向阀OV和电磁换向阀SV以及压力传感器 PS，其中：弹簧截止阀EV设置在充液阀402的P口和P1口之间；主溢流阀RV设置在充液阀402的P口和T口之间；卸荷阀UP设置在弹簧截止阀EV的控制端和充液阀402的T口之间；手动泵PM设置在充液阀402的G口和T口之间；述单向阀OV设置在充液阀402的P口和AC口之间；电磁换向阀SV的第一进油口通过单向阀OV连通充液阀402的AC口，电磁换向阀SV的第二进油口连通充液阀402的T口，电磁换向阀SV的出油口连通充液阀402的BK口；压力传感器PS用于实时检测储能器403的压力。

具体的，刹车阀404为三位三通控制阀，多路辅助阀409为四联多路换向阀。

如图10至图15所示，工作液压单元2用于控制清挖机的清挖装置8，清挖装置8包括主动臂801、二节臂802、偏摆臂803、斗杆臂 804和作业斗805，其中：主动臂801的一端铰接在转台6上，主动臂 801的另一端铰接二节臂802的一端，二节臂802的另一端铰接偏摆臂803的一端，偏摆臂803的另一端铰接斗杆臂804的一端，斗杆臂804 的另一端铰接作业斗805。具体的，图11中动臂油缸203设置在转台 6与主动臂801之间用于驱动主动臂801上下摆动，节臂油缸209设置在主动臂801和二节臂802之间用于驱动二节臂802上下摆动，偏摆油缸206设置在二节臂802和偏摆臂803之间用于驱动偏摆臂803左右摆动，斗杆油缸205设置在偏摆臂803和斗杆臂804之间用于驱动斗杆臂804上下摆动，铲斗油缸204设置在斗杆臂804和作业斗805 之间用于驱动作业斗805上下摆动。

具体的，底盘两端配置有四组胶轮，每组胶轮均采用双胎结构。胶轮的液压马达连接双头输出变速箱，最终带动胶轮转动，通过胶轮驱动整机行走。

需要说明的是，作业斗805为铲斗或筛分斗中的一种，其中：铲斗分为带孔铲斗和非带孔铲斗，带孔铲斗的侧壁上均匀设置有多个筛分孔；筛分斗的内部设置有可旋转的复合筛网，快换连接器207用于可拆卸的连接作业斗805和斗杆臂804；筛分斗马达208用于驱动复合筛网工作。

图12中，回转马达210安装在清挖机的底盘5与转台6之间、且用于带动转台6和转台6上的操作室7以及清挖装置8旋转。

图13和图14中，支腿油缸410设置在底盘5的两侧用于带动铁路行走装置10收起或放下，带动铁路行走装置10由副车架1001和轨轮1002组成，副车架1001铰接在底盘5的前后两侧，支腿油缸410 安装在副车架1001与底盘5之间，轨轮1002设置在车架1001的两端。具体的，当整机不在钢轨上行走时，副车架收起。当整机需要在钢轨上行走时，副车架放下，油缸控制左后车架下放，即轨轮着地，行走胶轮离地，发动机带动液压主泵，此时切换动力切换阀，控制液压主泵给轨轮液压马达提供液体压力，轨轮液压马达带动轨轮转动，最终通过轨轮驱动整机行走。

图15中，卡轨器油缸411用于驱动清挖机夹轨器11的开合，夹轨器11设置在副车架1001的左右两侧、且由夹轨梁1101、夹臂1102 和滚盘1103组成，夹轨梁1101的一端安装在副车架1001上，两个夹臂1102通过转轴安装在夹轨梁1101上，夹臂1102之间设置有卡轨器油缸411。实际工作时，由于夹轨臂可以围绕转轴旋转，当卡轨器油缸伸缩时，必将引起个夹轨臂702张开或闭合。夹轨器可以在整机移动时沿钢轨滑动，即确保了整机的移动性又防止了整机意外倾翻。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种公铁两用清挖机液压系统，其特征在于，包括液压油箱(1)、工作液压单元(2)、行走液压单元(3)和辅助液压单元(4)，其中：

所述工作液压单元(2)包括工作泵(201)、多路操作阀(202)、动臂油缸(203)、铲斗油缸(204)、斗杆油缸(205)、偏摆油缸(206)、快换连接器(207)、筛分斗马达(208)、节臂油缸(209)和回转马达(210)，所述工作泵(201)的进油口连通液压油箱(1)，工作泵(201)的出油口连通多路操作阀(202)，所述多路操作阀(202)将高压油适时分配至动臂油缸(203)、铲斗油缸(204)、斗杆油缸(205)、偏摆油缸(206)、快换连接器(207)、筛分斗马达(208)、节臂油缸(209)和回转马达(210)中的一个或多个；

所述行走液压单元(3)包括行走泵(301)、行走切换阀(302)、钢轮马达(303)和胶轮马达(304)，行走泵(301)的进油口连通液压油箱(1)，行走泵(301)的出油口连通行走切换阀(302)，所述行走切换阀(302)将高压油适时的分配至钢轮马达(303)和胶轮马达(304)中的一个或多个；

所述辅助液压单元(4)包括辅助泵(401)、充液阀(402)、储能器(403)、刹车阀(404)、刹车油缸(405)、优先阀(406)、转向器阀(407)、转向油缸(408)、多路辅助阀(409)、支腿油缸(410)和卡轨器油缸(411)，所述辅助泵(401)的进油口连通液压油箱(1)，辅助泵(401)的出油口连通充液阀(402)，所述充液阀(402)将高压油适时的分配至储能器(403)和刹车阀(404)以及优先阀(406)，所述储能器(403)作为备用能源通过刹车阀(404)驱动刹车油缸(405)工作，所述刹车阀(404)用于控制刹车油缸(405)工作，所述优先阀(406)适时的将高压油分配至转向器阀(407)和多路辅助阀(409)，所述转向器阀(407)用于控制转向油缸(408)工作，所述多路辅助阀(409)用于控制支腿油缸(410)和卡轨器油缸(411)工作。

2.根据权利要求1所述的公铁两用清挖机液压系统，其特征在于，所述多路操作阀(202)为八联多路换向阀。

3.根据权利要求1所述的公铁两用清挖机液压系统，其特征在于，所述充液阀(402)包括弹簧截止阀(EV)、主溢流阀(RV)、卸荷阀(UP)、手动泵(PM)、单向阀(OV)和电磁换向阀(SV)以及压力传感器(PS)，其中：

所述弹簧截止阀(EV)设置在充液阀(402)的P口和P1口之间；所述主溢流阀(RV)设置在充液阀(402)的P口和T口之间；所述卸荷阀(UP)设置在弹簧截止阀(EV)的控制端和充液阀(402)的T口之间；所述手动泵(PM)设置在充液阀(402)的G口和T口之间；述单向阀(OV)设置在充液阀(402)的P口和AC口之间；所述电磁换向阀(SV)的第一进油口通过单向阀(OV)连通充液阀(402)的AC口，电磁换向阀(SV)的第二进油口连通充液阀(402)的T口，电磁换向阀(SV)的出油口连通充液阀(402)的BK口；所述压力传感器(PS)用于实时检测储能器(403)的压力。

4.根据权利要求1所述的公铁两用清挖机液压系统，其特征在于，所述刹车阀(404)为三位三通控制阀。

5.根据权利要求1所述的公铁两用清挖机液压系统，其特征在于，所述多路辅助阀(409)为四联多路换向阀。

6.根据权利要求1所述的公铁两用清挖机液压系统，其特征在于，所述工作液压单元(2)用于控制清挖机的清挖装置(8)，所述清挖装置(8)包括主动臂(801)、二节臂(802)、偏摆臂(803)、斗杆臂(804)和作业斗(805)，其中：

所述主动臂(801)的一端铰接在转台(6)上，主动臂(801)的另一端铰接二节臂(802)的一端，二节臂(802)的另一端铰接偏摆臂(803)的一端，偏摆臂(803)的另一端铰接斗杆臂(804)的一端，斗杆臂(804)的另一端铰接作业斗(805)；

所述动臂油缸(203)设置在转台(6)与主动臂(801)之间用于驱动主动臂(801)上下摆动，所述节臂油缸(209)设置在主动臂(801)和二节臂(802)之间用于驱动二节臂(802)上下摆动，所述偏摆油缸(206)设置在二节臂(802)和偏摆臂(803)之间用于驱动偏摆臂(803)左右摆动，所述斗杆油缸(205)设置在偏摆臂(803)和斗杆臂(804)之间用于驱动斗杆臂(804)上下摆动，所述铲斗油缸(204)设置在斗杆臂(804)和作业斗(805)之间用于驱动作业斗(805)上下摆动。

7.根据权利要求6所述的公铁两用清挖机液压系统，其特征在于，所述作业斗(805)为铲斗或筛分斗中的一种，其中：所述铲斗分为带孔铲斗和非带孔铲斗，所述带孔铲斗的侧壁上均匀设置有多个筛分孔；所述筛分斗的内部设置有可旋转的复合筛网，所述快换连接器(207)用于可拆卸的连接作业斗(805)和斗杆臂(804)；所述筛分斗马达(208)用于驱动复合筛网工作。

8.根据权利要求1所述的公铁两用清挖机液压系统，其特征在于，所述回转马达(210)安装在清挖机的底盘(5)与转台(6)之间、且用于带动转台(6)和转台(6)上的操作室(7)以及清挖装置(8)旋转。

9.根据权利要求1所述的公铁两用清挖机液压系统，其特征在于，所述支腿油缸(410)设置在底盘(5)的两侧用于带动铁路行走装置(10)收起或放下，带动铁路行走装置(10)由副车架(1001)和轨轮(1002)组成，所述副车架(1001)铰接在底盘(5)的前后两侧，支腿油缸(410)安装在副车架(1001)与底盘(5)之间，所述轨轮(1002)设置在车架(1001)的两端。

10.根据权利要求9所述的公铁两用清挖机液压系统，其特征在于，所述卡轨器油缸(411)用于驱动清挖机夹轨器(11)的开合，所述夹轨器(11)设置在副车架(1001)的左右两侧、且由夹轨梁(1101)、夹臂(1102)和滚盘(1103)组成，夹轨梁(1101)的一端安装在副车架(1001)上，两个夹臂(1102)通过转轴安装在夹轨梁(1101)上，夹臂(1102)之间设置有所述卡轨器油缸(411)。