CN100469972C - 实现铣刨机铣刨工作与工作速度自动控制的方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实现铣刨机铣刨工作与工作速度自动控制的方法及其装置，涉及液压驱动路面铣刨机进行铣刨作业的控制方法及按该方法工作的设备。本发明提出发动机带动由行驶泵、行驶泵伺服阀和行驶液压马达组成铣刨机的行驶液压***驱动车轮行驶，及由工作泵、工作泵伺服阀和工作液压马达组成的工作液压***驱动铣刨鼓对路面进行铣刨修整；在工作液压***的高压口与行驶泵伺服阀低压口之间串接一个溢流阀接收来自工作液压***中的反馈控制信号，控制行驶泵流量使行驶液压马达转速相应改变。实现按铣刨工作力矩自动控制行驶速度，从而改变铣刨鼓进刀量和工作力矩，提高铣削施工连贯性及平整度质量，防止发动机闷车、保护铣刨鼓，提高了施工效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种道路施工中液压驱动路面铣刨机进行铣刨的控制方法，及按该方法工作的设备。
技术背景
目前，国内生产的液压驱动路面铣刨机的机架上安装有发动机、行驶驱动泵、行驶驱动泵伺服阀、工作发动机、变速器和链轮箱，机架的下方安装有行驶驱动马达及带铣刨刀头的铣刨鼓。发动机带动行驶驱动泵转动，行驶驱动泵伺服阀控制行驶驱动泵向行驶马达输送的液压油的流向和流量，从而控制铣刨机行进的方向和速度。目前，国内生产的铣刨机其工作传动装置大体分两种方案：一种是机械传动，其传动路线一般是发动机的动力经主离合器、传动轴、工作箱、链轮箱后传给铣刨鼓；另一种为液压传动，其传动路线一般是发动机的动力经工作泵、工作液压马达、链轮箱后给铣刨鼓；铣刨机行驶装置一般为液压传动，其传动路线一般是发动机的动力经行驶驱动泵、行驶驱动泵伺服阀、行驶驱动马达。但是其还存在有如下缺点：当铣削过程中碰到大石头或钢管等硬物时，铣刨鼓工作力矩骤增，若铣刨机还是按原有的工作速度行进且铣刨鼓继续进行铣削，则铣刨鼓很容易出现工作装置元件(如刀具)的损坏；若全凭操作者经验而手工降低铣刨机行进速度及变速器的变速比减小铣刨鼓工作转速，则难免出现路面铣削平整度质量差的问题而且影响施工效率，不适应在各种复杂的路面施工。
发明内容
本发明旨在提供一种可在路面铣刨工作时，自动按铣刨鼓铣削力矩来调整铣刨机行进速度并可提高路面铣刨平整度的实现铣刨机铣刨工作与工作速度自动控制的方法及其装置。
本发明的技术方案是：实现铣刨机铣刨工作与工作速度自动控制的方法，包括：
A，行驶泵、行驶泵伺服阀和行驶液压马达组成铣刨机的行驶液压***，铣刨机的发动机带动行驶泵转动，行驶泵伺服阀控制行驶泵向行驶液压马达输送的液压油的流向和流量，控制行驶液压马达的转动方向和转速即驱动铣刨机车轮行进的方向和速度；
B，铣刨机的工作液压***包含工作泵、工作泵伺服阀和工作液压马达，铣刨机的发动机带动工作泵转动，工作泵伺服阀控制工作泵向工作液压马达输送的液压油的流量，控制工作液压马达带动铣刨鼓对路面进行铣刨修整的转速；
C，工作液压***的高压管路与行驶液压***之间串接一个溢流阀，行驶液压***通过该溢流阀接收来自工作液压***中的反馈控制信号，当铣刨鼓的工作力矩过大即工作液压***中的高压超过此溢流阀设定压力时，转换成低压信号后传给行驶液压***，控制行驶泵减小流量，使行驶液压马达转速减小，控制铣刨机的行驶速度降低，减小铣刨鼓的进刀量和工作力矩，提高路面铣刨平整度。
根据本发明的方法构造的实现铣刨机铣刨工作与工作速度自动控制的装置，机架上安装有发动机、行驶泵、行驶泵伺服阀和链轮箱，机架的下方安装有行驶液压马达及带铣刨刀头的铣刨鼓；发动机带动行驶液压***中行驶泵转动，行驶泵伺服阀控制行驶泵向行驶液压马达输送的液压油的流向和流量，控制行驶液压马达的转动方向和转速即驱动铣刨机车轮行进的方向和速度；机架上安装有工作泵、工作泵伺服阀和工作液压马达组成的工作液压***，发动机带动工作泵转动，工作泵伺服阀控制工作泵向工作液压马达输送的液压油的流量，控制工作液压马达带动链轮箱中的链轮转动的速度，通过链传动把工作动力传给铣刨鼓对路面进行铣刨修整；工作液压***的高压管路与行驶液压***行驶泵伺服阀低压口之间串接一个溢流阀，行驶液压***通过该溢流阀接收来自工作液压***中的反馈控制信号，当铣刨鼓的工作力矩过大即工作液压***中的高压超过此溢流阀设定压力时，转换成低压信号后传给行驶液压***行驶泵伺服阀低压口，控制行驶泵减小流量，使行驶液压马达转速减小，控制铣刨机的行驶速度降低，减小铣刨鼓的进刀量和工作力矩。
所述的工作液压***由配备了伺服阀的工作泵、高压阀组、工作液压马达并联组成，工作液压***中的高压口通过一个管路与溢流阀的进口联接，溢流阀的出口通过另一个管路与行驶液压***行驶泵伺服阀上低压口相联。用高压阀组限制工作液压***的最高工作压力，保护工作泵和工作液压马达。
所述的行驶泵伺服阀上低压口和高压口分别与行驶泵变量伺服油缸的回油腔上低压口和高压口对应相接，溢流阀接收来自工作液压***中的高压超过其设定压力时，转换成低压信号后传给行驶泵伺服阀的低压口，控制行驶泵变量伺服油缸高、低油腔的压差，从而控制行驶泵减小流量，使行驶液压马达转速减小，控制铣刨机的行驶速度减小。随着行驶速度的减小，铣刨机的铣削力由于铣削进给量的减小也随着减小，铣削力的减小，则反映在工作液压***上，则为最高工作压力减小。当最高工作压力下降到低于或等于溢流阀设定压力时，行驶工作速度则恢复到原有速度。
所述的工作液压***中的高压口与溢流阀的进口之间串接一个阻尼。阻尼可防止铣刨鼓工作力矩骤增或骤减时铣刨机的行驶速度突变产生的抖动。
本发明针对现有液压驱动路面铣刨机铣刨作业时所存在的缺陷，提出在现有液压驱动路面铣刨机上，在工作液压***的高压口与行驶液压***的行驶泵伺服阀低压口之间串接一个溢流阀，通过该溢流阀接收来自工作液压***中的反馈控制信号，从而控制行驶泵流量，使行驶液压马达转速相应改变，实现按铣刨工作力矩自动控制铣刨机车轮行驶速度；铣削作业连贯性好，提高了路面铣削平整度质量。并可防止铣刨工作力矩突然增大造成的发动机闷车现象、保护了铣刨鼓铣刨工作装置中的各受力元件，从而在整体上提高了施工效率。
附图说明
图1为本发明实现铣刨机铣刨工作与工作速度自动控制的装置一个实施例的结构示意图。
图2为图1实施例的液压控制结构示意图。
具体实施方式
本发明实现铣刨机铣刨工作与工作速度自动控制的装置一个实施例的结构，如图1所示。该装置的机架1上安装有发动机2、带有伺服阀的行驶泵3、带有伺服阀的工作泵4、工作泵高压阀5、低压管路6、高压管路7、工作液压马达8、溢流阀9和链轮箱11，机架1的下方安装有行驶液压马达12及带铣刨刀头的铣刨鼓10。行驶液压马达12驱动车轮。发动机2的主轴分别经传动部件带动行驶泵3的主轴和工作泵4的主轴。工作液压马达8安装在链轮箱11上方，通过链传动把动力传给铣刨鼓10。
请参看图2，该装置的行驶液压***由行驶泵3、手柄操纵的行驶伺服阀31、过滤器32、由限压阀组33和限压阀组34组成的高压阀组和行驶液压马达12及其冲洗阀121等部件组成。行驶伺服阀31的低压口M5联接行驶泵3的变量伺服油缸301的回油腔口X1及限压阀组34的控制输出口。行驶伺服阀31的高压口M4联接行驶泵3的变量伺服油缸301的供油腔口X2及限压阀组33的控制输出口。行驶泵3与行驶液压马达12相并联。限压阀组33的进油口和限压阀组34的进油口分别联接行驶泵3的两个油口。限压阀组33和限压阀组34的出油口联接过滤器32的出油口。过滤器32的进油口联接行驶泵3的补油泵出口和补油溢流阀的进油口。行驶液压马达12的两个油口上并联冲洗阀121。
工作液压***由配备了伺服阀的工作泵4、高压阀组5、工作液压马达8并联组成。高压阀组5用来限制工作液压***的最高工作压力，保护工作泵4和工作液压马达8。电磁控制的工作泵伺服阀41的低压口联接行工作泵4的变量伺服油缸的回油腔口；高压口联接工作泵4的变量伺服油缸的供油腔口。
工作液压***中的高压口通过高压管路6串接一个阻尼N与溢流阀9的进口联接，溢流阀9的出口通过低压管路7与行驶液压***行驶泵伺服阀31上低压口M5相联。
本实施例在工作过程中：工作液压***压力设定为24兆帕(Mpa)，行驶泵3补油压力为2.4Mpa，溢流阀9所设定的压力为20Mpa。
施工时，发动机1带动行驶液压***中行驶泵3转动，行驶泵伺服阀31控制行驶泵3向行驶液压马达12输送的液压油的流向和流量，控制行驶液压马达12的转动方向和转速，即驱动车轮行进的方向和速度。发动机1带动工作泵4转动，工作泵伺服阀41控制工作泵4向工作液压马达8输送的液压油的流量，控制工作液压马达8带动链轮箱11中的链轮转动的速度，通过链传动把工作动力传给铣刨鼓10对路面进行铣刨修整。若行驶伺服阀31手柄固定在某一位置时，工作行驶速度为一定值，例如13米/分钟，行驶泵3的变量伺服油缸301的供油腔口X2压力为2.4Mpa，回油腔口X1口压力为0Mpa。当铣刨鼓10铣削到硬物，例如大石块、钢管等物时，铣刨鼓10铣刨力矩骤增，此时工作液压***压力也随之骤增，例如压力为21Mpa，超过此溢流阀设定压力，此时行驶液压***通过溢流阀9接收来自工作液压***中的反馈控制信号，溢流阀9打开，溢流阀9出口压力此时为1MPa，传给行驶伺服阀31低压腔口M5，行驶泵3的变量伺服油缸301的回油腔口X1压力变为1Mpa，行驶泵3的变量伺服油缸301的供油腔口X2与回油腔口X1的压力差由原来的2.4Mpa变为1.4Mpa，变量伺服油缸301向流量变小方向移动，行驶泵3供给行驶液压马达的流量变小，致使铣刨机的行驶速度下降，例如为8米/分钟；随着铣刨机行驶速度的降低，铣刨鼓10的进刀量减小，铣削力矩也下降，此时工作液压***压力也下降，当下降到低于或等于20MPa时，行驶工作速度则恢复到原有速度13米/分钟。阻尼N的作用是发生铣刨鼓10工作力矩骤增或骤减时防止铣刨机的行驶速度突变，整机发生抖动。本实施例铣出的路面平整度好，质量稳定。它保护了铣刨鼓10，又防止了工作阻力过大使发动机1因功率不足而导致的闷车现象，可获得最大的施工效率。
以上所述，仅为本发明较佳实施例，不以此限定本发明实施的范围，依本发明的技术方案及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应属于本发明涵盖的范围。
Claims (5)
1.实现铣刨机铣刨工作与工作速度自动控制的方法，包括：
A，行驶泵、行驶泵伺服阀和行驶液压马达组成铣刨机的行驶液压***，铣刨机的发动机带动行驶泵转动，行驶泵伺服阀控制行驶泵向行驶液压马达输送的液压油的流向和流量，控制行驶液压马达的转动方向和转速即驱动铣刨机车轮行进的方向和速度；
B，铣刨机的工作液压***包含工作泵、工作泵伺服阀和工作液压马达，铣刨机的发动机带动工作泵转动，工作泵伺服阀控制工作泵向工作液压马达输送的液压油的流量，控制工作液压马达带动铣刨鼓对路面进行铣刨修整的转速；
C，工作液压***的高压管路与行驶液压***之间串接一个溢流阀，行驶液压***通过该溢流阀接收来自工作液压***中的反馈控制信号，当铣刨鼓的工作力矩过大即工作液压***中的高压超过此溢流阀设定压力时，转换成低压信号后传给行驶液压***，控制行驶泵减小流量，使行驶液压马达转速减小，控制铣刨机的行驶速度降低，减小铣刨鼓的进刀量和工作力矩，提高路面铣刨平整度。
2.根据权利要求1所述的方法构造的实现铣刨机铣刨工作与工作速度自动控制的装置，机架上安装有发动机、行驶泵、行驶泵伺服阀和链轮箱，机架的下方安装有行驶液压马达及带铣刨刀头的铣刨鼓；发动机带动行驶液压***中行驶泵转动，行驶泵伺服阀控制行驶泵向行驶液压马达输送的液压油的流向和流量，控制行驶液压马达的转动方向和转速即驱动铣刨机车轮行进的方向和速度；机架上安装有工作泵、工作泵伺服阀和工作液压马达组成的工作液压***，发动机带动工作泵转动，工作泵伺服阀控制工作泵向工作液压马达输送的液压油的流量，控制工作液压马达带动链轮箱中的链轮转动的速度，通过链传动把工作动力传给铣刨鼓对路面进行铣刨修整；其特征在于：工作液压***的高压管路与行驶液压***行驶泵伺服阀低压口之间串接一个溢流阀，行驶液压***通过该溢流阀接收来自工作液压***中的反馈控制信号，当铣刨鼓的工作力矩过大即工作液压***中的高压超过此溢流阀设定压力时，转换成低压信号后传给行驶液压***行驶泵伺服阀低压口，控制行驶泵减小流量，使行驶液压马达转速减小，控制铣刨机的行驶速度降低，减小铣刨鼓的进刀量和工作力矩。
3.根据权利要求2所述的实现铣刨机铣刨工作与工作速度自动控制的装置，其特征在于：所述的工作液压***由配备了伺服阀的工作泵、高压阀组、工作液压马达并联组成，工作液压***中的高压口通过一个管路与溢流阀的进口联接，溢流阀的出口通过另一个管路与行驶液压***行驶泵伺服阀上低压口相联。
4.根据权利要求3所述的实现铣刨机铣刨工作与工作速度自动控制的装置，其特征在于：所述的行驶泵伺服阀上低压口和高压口分别与行驶泵变量伺服油缸的回油腔上低压口和高压口对应相接，溢流阀接收来自工作液压***中的高压超过其设定压力时，转换成低压信号后传给行驶泵伺服阀的低压口，控制行驶泵变量伺服油缸高、低油腔的压差，从而控制行驶泵减小流量，使行驶液压马达转速减小，控制铣刨机的行驶速度减小。
5.根据权利要求2或3或4所述的实现铣刨机铣刨工作与工作速度自动控制的装置，其特征在于：所述的工作液压***中的高压口与溢流阀的进口之间串接一个阻尼。
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