CN216555309U - 一种收获机械电液控制换挡变速箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种收获机械电液控制换挡变速箱，农用机械设备技术，包括箱体和设置于箱体上的传动单元、换挡执行机构、挡位锁紧机构和换挡控制系统；换挡控制系统分别与传动单元、换挡执行机构和挡位锁紧机构连接；通过传动单元驱动换挡执行机构实行不同挡位的转换；挡位锁紧机构与换挡执行机构连接；挡位锁紧机构用于固定挡位的运行状态。本实用新型通过电液换挡控制阀组，按照相应的控制逻辑控制换挡油缸推动换挡齿轮进行啮合、脱开以实现变速箱进行换挡，同时通过传感器对变速箱挡位状态进行检测，降低了设备操作者的劳动强度。通过锁紧油缸防止变速箱脱挡，实时检测变速箱挡位状态，避免因半啮合状态下带载运行变速箱而导致齿轮损坏。

Description

一种收获机械电液控制换挡变速箱

技术领域

本实用新型涉及农用机械设备技术领域，具体涉及一种收获机械电液控制换挡变速箱。

背景技术

现有技术中拔叉换挡的变速箱是通过手动方式操作换挡拨叉进行换挡，换挡操作劳动强度大，换挡机构复杂，力传递效率低，且变速箱工作过程中经常脱挡，降低设备工作效率，甚至损坏变速箱。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种收获机械电液控制换挡变速箱及控制系统；本系统通过电液换挡控制阀组，按照相应的控制逻辑控制换挡油缸推动换挡齿轮进行啮合、脱开以实现变速箱进行换挡。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型提供的收获机械电液控制换挡变速箱，其特征在于：包括箱体和设置于箱体上的传动单元、换挡执行机构、挡位锁紧机构和换挡控制系统；所述换挡控制系统分别与传动单元、换挡执行机构和挡位锁紧机构连接；通过传动单元驱动换挡执行机构实行不同挡位的转换；所述挡位锁紧机构与换挡执行机构连接；所述挡位锁紧机构用于固定挡位的运行状态。

进一步，所述传动单元包括传动齿轮、差速器以及设置于箱体上的输入轴组件、中间轴组件和输出轴组件；所述输入轴将输入的扭矩先经过传动齿轮传递到中间轴，然后通过差速器传递至输出轴。

进一步，所述换挡控制系统包括换挡控制液压系统和换挡电气控制系统；所述换挡控制液压系统和换挡电气控制系统分别与传动单元、换挡执行机构和挡位锁紧机构连接。

进一步，所述换挡执行机构为换挡油缸总成，包括端盖、二三挡换挡活塞杆、密封圈、油缸体、挡位检测传感器、一挡换挡活塞杆、呼吸塞、一挡拨挡块和二三挡拨挡块；所述呼吸塞安装在端盖上，端盖安装在油缸体上，一挡拨挡块安装在一挡换挡活塞杆，密封圈安装在油缸体的密封圈安装槽上，一挡换挡活塞杆安装在油缸体一挡安装孔中；二三挡换挡活塞杆安装在油缸体的二三挡安装孔中。

进一步，所述换挡控制液压系统包括液压泵、液压油箱、溢流阀、换挡控制阀组、换挡油缸总成和锁紧油缸总成；

所述液压泵通过管路与液压油箱连接，液压泵通过管路与换挡控制阀组的压力油口P口相连；溢流阀通过管路与液压油箱相连，溢流阀通过管路与液压泵的出油口相连；换挡控制阀组的回油口T口通过管路与液压油箱相连，换挡控制阀组分别通过管路与换挡油缸总成和锁紧缸总成相连。

进一步，所述换挡电气控制系统包括电源、急停开关SB0，低速挡按钮SB1、高速挡按钮SB2、锁紧接触按钮SB3，电磁铁QM0、电磁铁QM1、电磁铁QM2、电磁铁QM3、电磁铁QM4，中间继电器KA、中间继电器KAls1a、中间继电器 KAls1b、中间继电器KAls3a、中间继电器KAls3b，挡位检测传感器LS1a、挡位检测传感器LS1b、挡位检测传感器LS3a、挡位检测传感器LS3b以及高速低速挡指示灯；

所述急停开关SB0一端连接电源正极，另一端与低速挡按钮SB1、高速挡按钮SB2、锁紧接触按钮SB3，挡位检测传感器LS1a、挡位检测传感器LS1b、挡位检测传感器LS3a、挡位检测传感器LS3b电源端相连；锁紧接触按钮SB3 另一端与电磁铁QM0和中间继电器KA的线圈相连，电磁铁QM0和中间继电器KA线圈另一端接0V地线；

所述低速挡按钮SB1另一端与中间继电器KA的3端子相连，中间继电器 KA的1端子与电磁铁QM4和挡位检测传感器LS3b的开关KAls3b相连，挡位检测传感器LS3b的开关KAls3b的另一端与电磁铁QM2相连，电磁铁QM4和电磁铁QM2另一端接0V地线；

所述高速挡按钮SB2另一端与中间继电器KA的4端子相连，中间继电器 KA的2端子与电磁铁QM1和挡位检测传感器LS1a的开关KAls1a相连，挡位检测传感器LS1a的开关KAls1a的另一端与电磁铁QM3相连，电磁铁QM3和电磁铁QM1另一端接0V地线；

所述挡位检测传感器LS1a、挡位检测传感器LS1b、挡位检测传感器LS3a、挡位检测传感器LS3b的输出端分别与中间继电器KAls1a、中间继电器KAls1b、中间继电器KAls3a、中间继电器KAls3b的线圈相连，中间继电器KAls1a、中间继电器KAls1b、中间继电器KAls3a、中间继电器KAls3b的线圈另一端接0V 地线；

所述中间继电器的KAls1a的2端口通过中间继电器KAls3a和高速挡指示灯接0V地线，中间继电器的KAls3b的2端口通过中间继电器KAls1b和低速挡指示灯接0V地线。

进一步，所述中间轴组件设置有驻车制动器。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的收获机械电液控制换挡变速箱及控制系统通过电液换挡控制阀组，按照相应的控制逻辑控制换挡油缸推动换挡齿轮进行啮合、脱开以实现变速箱进行换挡，同时通过传感器对变速箱挡位状态进行检测，降低了设备操作者的劳动强度。

本实用新型通过锁紧油缸防止变速箱脱挡，实时检测变速箱挡位状态，避免因半啮合状态下带载运行变速箱而导致齿轮损坏。

本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

图1为本实用新型实施例变速箱总成外形图。

图2为本实用新型实施例变速箱传动示意图。

图3为本实用新型实施例换挡油缸总成。

图4为本实用新型实施例锁紧油缸总成。

图5为本实用新型实施例换挡控制液压系统。

图6为本实用新型实施例换挡控制电气系统。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1所示，本实用新型的一个实施例公开了一种收获机械电液控制换挡变速箱，包括箱体和设置于箱体上的传动单元1、换挡执行机构2、挡位锁紧机构3和换挡控制系统；所述换挡控制系统分别与传动单元、换挡执行机构和挡位锁紧机构连接；通过传动单元驱动换挡执行机构实行不同挡位的转换；所述挡位锁紧机构与换挡执行机构连接；所述挡位锁紧机构用于固定挡位的运行状态。

所述传动单元包括传动齿轮、差速器以及设置于箱体上的输入轴组件、中间轴组件和输出轴组件；所述输入轴将输入的扭矩先经过传动齿轮传递到中间轴，然后通过差速器传递至输出轴。

所述换挡控制系统包括换挡控制液压系统和换挡电气控制系统；所述换挡控制液压系统和换挡电气控制系统分别与传动单元、换挡执行机构和挡位锁紧机构连接。

如图2所示，图中，变速箱的传动单元由变速箱体(图中表示)、传动齿轮 (图中表示)、输入轴、中间轴、输出轴、驻车制动器以及差速器总成，功能作用：液压马达启动，传动至输入轴，此时变速箱为一挡，当按下高速挡按键，换挡成功时，二挡处齿轮相互啮合，输入轴动力通过传动齿轮推动双联齿轮运动，带动中间轴，中间轴一处连着驻车制动器总成。当按下高速挡继续换挡时，三挡处齿轮相互啮合通过中间轴动力带动差速器运转，将动力传递给输出轴，动力输出变速箱三挡动力运转。

所述传动单元包括传动齿轮、差速器以及设置于箱体上的输入轴组件、中间轴组件和输出轴组件；所述输入轴将输入的扭矩先经过传动齿轮传递到中间轴，然后通过差速器传递至输出轴；

其中，输入轴组件22、中间轴组件23、输出轴组件24装配在变速箱箱体上；输入轴组件22设置有一挡齿轮2.1、二挡换挡齿轮2.2和三挡换挡齿轮2.3，一挡齿轮2.1、二挡换挡齿轮2.2和三挡换挡齿轮2.3依次装配在输入轴2.4上。

中间轴组件23设置有一挡换挡齿轮3.4、二挡齿轮3.2、三挡齿轮3.3以及与差速器壳体齿轮4.1啮合的齿轮3.1，一挡换挡齿轮3.4、二挡齿轮3.2、三挡齿轮3.3以及与差速器壳体齿轮4.1啮合的齿轮3.1依次装配在中间轴3.5上。

输出轴组件24有差速器总成24.2和大齿圈24.1，差速器总成24.2和大齿圈 24.1装配在输出轴24.3上。

基本工作原理：传入输入轴组件22的扭矩先经过齿轮传递到中间轴组件23 在传递至差速器壳体齿轮24.1，最后经差速器传递至左右输出半轴24.3.从而完成扭矩由输入轴到输出半轴的传递过程。

所述中间轴组件设置有驻车制动器。

如图3所示，换挡执行机构为换挡油缸总成，包括端盖31、二三挡换挡活塞杆32、密封圈33、油缸体34、挡位检测传感器35、一挡换挡活塞杆36、呼吸塞37、一挡拨挡块38和二三挡拨挡块39；

所述呼吸塞37安装在端盖31上，端盖31安装在油缸体34上，一挡拨挡块 38安装在一挡换挡活塞杆36，密封圈33安装在油缸体34的密封圈安装槽上，一挡换挡活塞杆36安装在油缸体一挡安装孔中；二三挡换挡活塞杆32安装在油缸体34的二三挡安装孔中。

换挡油缸工作过程如下：

当压力油从A1油口进入二三挡换挡油缸左腔时，二三挡活塞杆32带动二三挡拨挡块39右移，二三挡换挡油缸右腔液压油从B1口排出。当压力油从B1 油口进入二三挡换挡油缸右腔时，二三挡活塞杆32带动二三挡拨挡块39左移，二三挡换挡油缸左腔液压油从A1口排出。

当压力油从A2油口进入一挡换挡油缸左腔时，一挡活塞杆36带动一挡拨挡块38右移，一挡换挡油缸右腔液压油从B1口排出。当压力油从B2油口进入一挡换挡油缸右腔时，一挡活塞杆36带动一挡拨挡块38左移，一挡换挡油缸右腔液压油从A2口排出。

如图4所示，挡位锁紧机构为锁紧油缸，包括堵头41、油缸体42、弹簧43、密封圈44以及活塞45，所述活塞45、密封圈44、弹簧43和堵头41依次装配在油缸体42中。

锁紧油缸工作过程：当压力油从B3口进入锁紧油缸下腔时，压力油推动活塞45压缩弹簧43上移，同时锁紧油缸上腔的液压油经过A3口排出。

如图5所示，换挡控制液压系统包括液压泵51、液压油箱52、溢流阀53、换挡控制阀组54、换挡油缸总成55、锁紧油缸总成56以及管路，

所述液压泵51通过管路7.4与液压油箱52连接，液压泵51通过管路7.1与换挡控制阀组54的P口相连；溢流阀53通过管路7.3与液压油箱2相连，溢流阀53通过管路7.2与液压泵51的出油口相连；换挡控制阀组54的T口通过管路7.3与液压油箱52相连，换挡控制阀组54的A1、B1、A2、B2、A3、B3分别通过管路7.5、7.6、7.7、7.8、7.9、7.10与换挡油缸总成和锁紧缸总成相连。

所述换挡控制阀组54包括减压阀4.1、电磁换向阀4.2、电磁换向阀4.5、电磁换向阀4.4阀块4.6以及测压接头4.3，减压阀4.1、电磁换向阀4.2、电磁换向阀4.5、电磁换向阀4.4以及测压接头4.3装配在阀块4.6上。

所述减压阀4.1的出油口a4.1与电磁换向阀4.4、电磁换向阀4.5、电磁换向阀4.2以及测压接头4.3的p口连通；所述减压阀4.1的出油口t4.1与电磁换向阀4.4、电磁换向阀4.5、电磁换向阀4.2的回油口与阀组的T口连通；

所述电磁换向阀4.4、电磁换向阀4.5、电磁换向阀4.2的a、b口分别与阀组的A3、B3、A1、B1、A2、B2油口相连。

所述换挡控制液压系统的功能：电磁铁4.4的线圈QM0得电，压力油经过液压泵51出口经减压阀4.1后通过电磁阀4.4的油口b4.4和管路7.9到锁紧油缸 56的b1口，将活塞抬起。同时锁紧缸活塞弹簧腔的液压油经过a1口，管路7.10 以及电磁阀4.4，经由换挡控制阀组T口和管路7.11回到液压油箱52。

电磁铁4.2的线圈QM1得电，压力油经过液压泵51出口经减压阀4.1后通过电磁阀4.2的油口b4.2和管路7.7到换挡油缸5.2的b2口，推动活塞杆左移。同时换挡油缸5.2左腔的液压油经过a2口，管路7.8以及电磁换向阀4.2，经由换挡控制阀组T口和管路7.11回到液压油箱52；电磁铁4.2的线圈QM2得电，压力油经过液压泵51出口经减压阀4.1后通过电磁阀4.2的油口a4.2和管路7.8 到换挡油缸5.2的a2口，推动活塞杆右移。同时换挡油缸5.2右腔的液压油经过 b2口，管路7.7以及电磁阀4.2，经由换挡控制阀组T口和管路7.11回到液压油箱52。

电磁铁4.5的线圈QM3得电，压力油经过液压泵51出口经减压阀4.1后通过电磁阀4.5的油口b4.5和管路7.5到换挡油缸5.1的b3口，推动活塞杆左移。同时换挡油缸5.1左腔的液压油经过a3口，管路7.6以及电磁换向阀4.5，经由换挡控制阀组T口和管路7.11回到液压油箱52；电磁铁4.5的线圈QM4得电，压力油经过液压泵51出口经减压阀4.1后通过电磁换向阀4.5的油口a4.5和管路7.6到换挡油缸5.1的a3口，推动活塞杆右移。同时换挡油缸5.1右腔的液压油经过b3口，管路7.5以及电磁阀4.5，经由换挡控制阀组T口和管路7.11回到液压油箱52。

如图6所示，换挡电气控制系统包括24V直流电源，急停开关SB0，低速挡按钮SB1、高速挡按钮SB2、锁紧接触按钮SB3，电磁铁QM0、QM1、QM2、 QM3、QM4，中间继电器KA、KAls1a、KAls1b、KAls3a、KAls3b，挡位检测传感器LS1a、LS1b、LS3a、LS3b以及高速低速挡指示灯。

各电气元件连接关系，急停开关SB0一端连接24V直流电源正极，另一端与低速挡按钮SB1、高速挡按钮SB2、锁紧接触按钮SB3，挡位检测传感器LS1a、 LS1b、LS3a、LS3b电源端相连；锁紧接触按钮SB3另一端与电磁铁QM0和中间继电器KA的线圈相连，电磁铁QM0和中间继电器KA线圈另一端接0V地线；(2)低速挡按钮SB1另一端与中间继电器KA的3端子相连，中间继电器 KA的1端子与电磁铁QM4和挡位检测传感器LS3b的开关KAls3b相连，挡位检测传感器LS3b的开关KAls3b的另一端与电磁铁QM2相连，电磁铁QM4和电磁铁QM2另一端接0V地线；(3)高速挡按钮SB2另一端与中间继电器KA 的4端子相连，中间继电器KA的2端子与电磁铁QM1和挡位检测传感器LS1a 的开关KAls1a相连，挡位检测传感器LS1a的开关KAls1a的另一端与电磁铁 QM3相连，电磁铁QM3和电磁铁QM1另一端接0V地线；(4)挡位检测传感器LS1a、LS1b、LS3a、LS3b的输出端分别与中间继电器KAls1a、KAls1b、KAls3a、 KAls3b的线圈相连，中间继电器KAls1a、KAls1b、KAls3a、KAls3b的线圈另一端接0V地线；(5)中间继电器的KAls1a的2端口通过中间继电器KAls3a和高速挡指示灯接0V地线，中间继电器的KAls3b的2端口通过中间继电器KAls1b 和低速挡指示灯接0V地线。

本实施例提供的收获机械电液控制换挡变速箱及控制系统，通过液压油缸推动换挡油缸进行换挡，降低操作者劳动强度；通过锁紧油缸来对挡位进行保持，防止工作过程中变速箱脱挡；通过挡位检测传感器检测挡位状态，在换挡未成功时，提示操作者勿运行变速箱，以防止半啮合状态下带载运行变速箱而导致齿轮损坏；

本实施例提供的收获机械电液控制换挡变速箱及控制系统，工作原理如下：

换挡过程：按下锁紧解除按钮SB3，锁紧缸电磁阀QM0得电，

1)高速挡换低速挡，按低速挡按钮(SB1，自复位型)；高速挡脱开电磁阀 QM4得电，LS3b触发；低速挡挂入电磁阀QM2得电，LS1b触发；低速挡指示灯亮，换挡成功，松开SB1按钮，所有电磁阀失电；

2)低速挡换高速挡，按高速挡按钮(SB2，自复位型)；低速挡脱开电磁阀 QM1得电，LS1a触发；高速挡挂入电磁阀QM3得电，LS3a触发；低速挡指示灯亮，换挡成功，松开SB2按钮，所有电磁阀失电；换挡完成后，电磁阀QM0 失电，通过锁紧缸对挡位进行锁定，以防脱挡；通过位于换挡缸两端的传感器来检测变速箱的挡位状态。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的保护范围当中。

Claims (7)

1.一种收获机械电液控制换挡变速箱，其特征在于：

包括箱体和设置于箱体上的传动单元、换挡执行机构、挡位锁紧机构和换挡控制系统；所述换挡控制系统分别与传动单元、换挡执行机构和挡位锁紧机构连接；通过传动单元驱动换挡执行机构实行不同挡位的转换；所述挡位锁紧机构与换挡执行机构连接；所述挡位锁紧机构用于固定挡位的运行状态。

2.根据权利要求1所述的收获机械电液控制换挡变速箱，其特征在于：

所述传动单元包括传动齿轮、差速器以及设置于箱体上的输入轴组件、中间轴组件和输出轴组件；输入轴将输入的扭矩先经过传动齿轮传递到中间轴，然后通过差速器传递至输出轴。

3.根据权利要求1所述的收获机械电液控制换挡变速箱，其特征在于：

所述换挡控制系统包括换挡控制液压系统和换挡电气控制系统；所述换挡控制液压系统和换挡电气控制系统分别与传动单元、换挡执行机构和挡位锁紧机构连接。

4.根据权利要求1所述的收获机械电液控制换挡变速箱，其特征在于：

所述换挡执行机构为换挡油缸总成，包括端盖、二三挡换挡活塞杆、密封圈、油缸体、挡位检测传感器、一挡换挡活塞杆、呼吸塞、一挡拨挡块和二三挡拨挡块；所述呼吸塞安装在端盖上，端盖安装在油缸体上，一挡拨挡块安装在一挡换挡活塞杆，密封圈安装在油缸体的密封圈安装槽上，一挡换挡活塞杆安装在油缸体一挡安装孔中；二三挡换挡活塞杆安装在油缸体的二三挡安装孔中。

5.根据权利要求3所述的收获机械电液控制换挡变速箱，其特征在于：

所述换挡控制液压系统包括液压泵、液压油箱、溢流阀、换挡控制阀组、换挡油缸总成和锁紧油缸总成；

所述液压泵通过管路与液压油箱连接，液压泵通过管路与换挡控制阀组的压力油口P口相连；溢流阀通过管路与液压油箱相连，溢流阀通过管路与液压泵的出油口相连；换挡控制阀组的回油口T口通过管路与液压油箱相连，换挡控制阀组分别通过管路与换挡油缸总成和锁紧缸总成相连。

6.根据权利要求3所述的收获机械电液控制换挡变速箱，其特征在于：

所述换挡电气控制系统包括电源、急停开关SB0，低速挡按钮SB1、高速挡按钮SB2、锁紧接触按钮SB3，电磁铁QM0、电磁铁QM1、电磁铁QM2、电磁铁QM3、电磁铁QM4，中间继电器KA、中间继电器KAls1a、中间继电器KAls1b、中间继电器KAls3a、中间继电器KAls3b，挡位检测传感器LS1a、挡位检测传感器LS1b、挡位检测传感器LS3a、挡位检测传感器LS3b以及高速低速挡指示灯；

所述急停开关SB0一端连接电源正极，另一端与低速挡按钮SB1、高速挡按钮SB2、锁紧接触按钮SB3，挡位检测传感器LS1a、挡位检测传感器LS1b、挡位检测传感器LS3a、挡位检测传感器LS3b电源端相连；锁紧接触按钮SB3另一端与电磁铁QM0和中间继电器KA的线圈相连，电磁铁QM0和中间继电器KA线圈另一端接0V地线；

所述低速挡按钮SB1另一端与中间继电器KA的3端子相连，中间继电器KA的1端子与电磁铁QM4和挡位检测传感器LS3b的开关KAls3b相连，挡位检测传感器LS3b的开关KAls3b的另一端与电磁铁QM2相连，电磁铁QM4和电磁铁QM2另一端接0V地线；

所述高速挡按钮SB2另一端与中间继电器KA的4端子相连，中间继电器KA的2端子与电磁铁QM1和挡位检测传感器LS1a的开关KAls1a相连，挡位检测传感器LS1a的开关KAls1a的另一端与电磁铁QM3相连，电磁铁QM3和电磁铁QM1另一端接0V地线；

所述挡位检测传感器LS1a、挡位检测传感器LS1b、挡位检测传感器LS3a、挡位检测传感器LS3b的输出端分别与中间继电器KAls1a、中间继电器KAls1b、中间继电器KAls3a、中间继电器KAls3b的线圈相连，中间继电器KAls1a、中间继电器KAls1b、中间继电器KAls3a、中间继电器KAls3b的线圈另一端接0V地线；

所述中间继电器的KAls1a的2端口通过中间继电器KAls3a和高速挡指示灯接0V地线，中间继电器的KAls3b的2端口通过中间继电器KAls1b和低速挡指示灯接0V地线。

7.根据权利要求2所述的收获机械电液控制换挡变速箱，其特征在于：

所述中间轴组件设置有驻车制动器。

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