CN101392772B - 作业机械的液压控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种作业机械的液压控制装置。在斗杆压力缸的入口侧设置作为液压先导式的流量控制阀的旋转优先阀，在旋转/斗杆回收的复合操作时，通过旋转先导压力使旋转优先阀动作，由此将斗杆压力缸的入口流量节流而使旋转动作优先。以此为前提，在旋转优先阀的先导管线上设置切换阀，在旋转/斗杆回收之外还附加动臂下降动作时，切换该切换阀而解除旋转优先阀的节流作用，取消旋转优先功能。

Description

作业机械的液压控制装置

技术领域

本发明涉及液压挖掘机等作业机械中的具有旋转优先功能的液压控制装置。

背景技术

液压挖掘机如图3所示，在履带式的下部行进体1上绕纵轴O旋转自如地搭载上部旋转体2，在该上部旋转体2上安装作业(挖掘)附属装置9，该作业附属装置9包括动臂3、斗杆4、铲斗5以及驱动它们的动臂用、斗杆用、铲斗用的各压力缸6、7、8。

此外，作为其他的液压致动器，设置驱动下部行进体1行进的左右的行进马达(未图示)、和驱动上部旋转体2旋转的旋转马达10。

此时，例如在将砂土装入运输车后，多进行一边回收斗杆4(使斗杆压力缸7伸长)一边旋转而回到挖掘点的旋转/斗杆回收复合操作。

该情况下，斗杆4在自由落下方向上动作，所以斗杆压力缸7的动作压力比旋转马达10的动作压力低。因此，泵排出油的多数部分被送到斗杆压力缸7而旋转马达10的流量不足，旋转速度显著降低而导致作业效率以及操作性恶化。

因此，存在下述采用旋转优先对策的技术：在控制斗杆压力缸7的动作的控制阀的入口侧以及出口侧的一方或者双方(以入口的情况进行说明)设置作为流量控制阀的旋转优先阀，在上述复合操作时，利用该旋转优先阀节流斗杆压力缸7的入口流量而提高动作压力，确保向旋转马达的供给流量(旋转动作)(参照特开2001-295804号公报)。

利用图4说明该回路结构。

另外，在液压挖掘机中，一般将全部液压致动器分为两组而通过不同的液压泵(第1以及第2液压泵)驱动两组致动器组，而在上述复合操作时等使两泵的排出油合流。但是，为了简化在此的说明，说明用一个液压泵驱动全部致动器的回路结构。

此外，出于相同的理由，在图4中作为液压致动器仅示出动臂用、斗杆用两压力缸6、7和旋转马达10。

来自作为致动器组公用的压力油供给源的液压泵11的排出油，经由被未图示的遥控阀分别操作的旋转用、动臂用、斗杆用各控制阀(液压控制切换阀)12、13、14而供给到旋转马达10、动臂压力缸6、斗杆压力缸7。T是油箱。

在斗杆用控制阀14的入口侧，设置作为液压先导式的流量控制阀的旋转优先阀15。

该旋转优先阀15的先导口15a经由旋转优先先导管线16以及梭阀17而与旋转用控制阀12的两侧先导管线18、19连接，在该控制阀12动作时，即旋转动作时，旋转优先阀15从图示的全开位置x被切换到节流位置y。

由此，在旋转/斗杆回收复合操作时，斗杆压力缸7的入口流量被节流，该压力缸7的动作压力升高，确保旋转马达10的动作。即，实现旋转优先功能。

在该状态下，尽管斗杆压力缸流量比没有旋转优先功能时减少，但由于斗杆回收动作需要的流量少，所以不会对斗杆4的动作产生影响。

但是，在图示的回路中，由于采用的是对斗杆回收和动作压力比斗杆回收高的斗杆送出之间没有进行区分的结构，所以在旋转/斗杆送出复合操作时旋转优先功能也起作用，所以斗杆送出的动作稍有恶化。

此外，在具有该旋转优先功能的回路结构中，作为弊端，在上述复合操作时，即斗杆压力缸7的动作压力变高的状态下，若附加其他的致动器动作(例如动臂下降动作、铲斗动作)，则该附加的致动器的动作压力相对较低，所以油进而被这些致动器取走从而斗杆压力缸流量不足。由此，会极端地恶化到斗杆回收的动作停止或接近停止的状态，所以存在附属装置整体的动作恶化而作业效率极端地下降的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种作业机械的液压控制装置，在旋转以及斗杆回收的复合操作中附加了其他的致动器动作的情况下能够补偿斗杆回收动作。

本发明为一种作业机械的液压控制装置，具有：多个液压致动器，包括使上部旋转体进行旋转动作的旋转马达、和使斗杆进行伸出和回收动作的斗杆压力缸；液压泵，作为液压源；多个控制阀，分别控制上述液压致动器的动作；和旋转优先阀，在同时进行旋转动作和斗杆回收动作的旋转/斗杆回收复合操作时，利用上述旋转优先阀的作用，实现使旋转动作优先的旋转优先功能，其中，具备旋转优先限制机构，在上述旋转/斗杆回收复合操作中进一步附加了其他的液压致动器动作的特定复合操作时，限制上述旋转优先功能。

根据本发明，在旋转/斗杆回收的复合操作时，利用旋转优先阀的作用(流量控制阀的节流作用等)使旋转动作优先，以此为前提，当在旋转/斗杆回收的复合操作之外还附加其他的致动器动作的特定复合操作时，限制(解除或者削弱)旋转优先功能，所以斗杆压力缸的流量不会不足，能够确保斗杆的回收动作。

若如上所述那样采取对斗杆回收和斗杆送出不进行区别的结构，则无需用于进行区别的回路，所以回路结构简化，但由于在旋转/斗杆送出的复合操作时(包括在旋转/斗杆回收的复合操作中斗杆回收变为斗杆送出的情况)旋转优先功能也发生作用，所以有时斗杆送出的动作会恶化。

关于这一点，在上述结构中，旋转优先限制机构优选构成为，在同时进行旋转动作和斗杆送出动作的旋转/斗杆送出复合操作时，限制旋转限制优先功能。

该情况下，由于在旋转/斗杆送出的复合操作时限制旋转优先功能，所以能够确保斗杆送出的良好的动作。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式的回路结构图。

图2是表示本发明的第2实施方式的回路结构图。

图3是液压挖掘机的概要侧视图。

图4是现有技术的回路结构图。

具体实施方式

利用图1、图2说明本发明的实施方式。

在以下的实施方式中，为了简化说明，与上述背景技术部分对应而采用通过一个液压泵驱动全部致动器的回路结构。此外，作为液压致动器仅示出动臂用、斗杆用两压力缸6、7和旋转马达10。

在图1中，对于与图4所示的现有技术相同的部分标注相同的附图标记，并省略其重复说明。

第1实施方式(参照图1)

以下方面的基本结构与图4的现有技术相同：

(i)在斗杆用控制器14的入口侧，设置作为液压先导式的流量控制阀的旋转优先阀15、

(ii)该旋转优先阀15的先导口15a经由旋转优先先导管线16以及梭阀17而与旋转用控制阀12的两侧先导管线18、19连接、

(iii)在该控制阀12的操作时(旋转动作时)，通过将旋转优先阀15从图示的全开位置x切换到节流位置y，而在旋转/斗杆回收复合操作时节流斗杆压力缸7的入口流量，提高该压力缸7的动作压力，确保旋转马达10的动作(旋转优先功能起作用)。

在该装置中，在连结旋转优先阀15的先导口15a和梭阀17的旋转优先先导管线16上，设置液压先导式的切换阀20。

该切换阀20具有使旋转优先先导管线16开通而将旋转先导压力导向旋转优先阀15的先导口15a的旋转优先位置x、和使先导口15a连通到油箱T的旋转优先限制位置y。并且，在先导压力没有被导入到该先导口20a时，设为图示的旋转优先位置x。

在该状态下，在旋转/斗杆回收操作时，旋转先导压力被供给到旋转优先阀15的先导口15a，该控制阀15从全开位置x被切换到节流位置y，发挥节流作用(旋转优先功能)。

与切换阀20的先导口20a连接的先导管线21与动臂用控制阀13的动臂抬升侧以及下降侧两先导管线22、23中的动臂下降侧先导管线23连接，在进行动臂下降操作时，切换阀20从旋转优先位置x被切换到旋转优先限制位置y。

因此，若在旋转/斗杆回收的复合操作中附加动臂下降动作，则切换阀20被切换到旋转优先限制位置y，由此旋转优先阀15回到全开位置x，所以取消旋转优先功能。

由此，能够确保斗杆压力缸7的必要的流量，能够顺畅地进行特定复合操作时的斗杆回收以及动臂下降两个动作。

另外，此时动作压力高的旋转马达10的供给流量减少从而旋转动作变慢，但与图3的斗杆4的动作停止或者接近停止的状态相比，作为附属装置9整体的动作而言还是优选的。

此外，根据该实施方式的回路结构，通过利用切换阀20来控制液压先导式的旋转优先阀15的先导压力，而发挥或者限制旋转优先功能，以此结构为前提，利用旋转用控制阀12的先导压力来使旋转优先阀15动作。因此，无需设置旋转优先阀专用的先导压力源，也无需附加多余的控制机构。而且，旋转优先动作和其限制动作能够与旋转操作连动而可靠地进行。

进而，利用作为附加操作的动臂下降的先导压力来控制切换阀20。因此，无需切换阀用的先导压力源、以及检测附加操作而向切换阀20供给先导压力的控制机构。此外，在特定复合操作时能够可靠地实现限制旋转优先的功能。

第2实施方式(参照图2)

仅说明与第1实施方式不同之处。

根据第1实施方式的回路结构，如上述那样对斗杆回收和斗杆送出没有进行区别，所以无需用于进行该区别的回路，由此回路结构被简化。但是，在旋转/斗杆送出的复合操作时(包括在旋转/斗杆回收的复合操作中斗杆回收变为斗杆送出的情况)旋转优先功能也起作用。因此，动作压力比斗杆回收高的斗杆送出的动作将会恶化。

在第2实施方式中针对这一点采取了对策。

即，在连结旋转优先阀15的先导口15a与梭阀17的旋转优先先导管线16上分支连接将该旋转优先先导管线16连通到油箱T的油箱管线24，并在该油箱管线24上设置液压先导式的切换阀25。

该切换阀25具有相对于油箱T阻断旋转优先先导管线16的旋转优先位置x、和使旋转优先先导管线16与油箱T连通的旋转优先限制位置y，在向该先导口25a导入先导压力时，从图示的旋转优先位置x被切换到旋转优先限制位置y。

切换阀25的先导口25a经由先导管线26以及梭阀27而与动臂下降侧先导管线23以及斗杆送出侧先导管线28(29是斗杆回收侧先导管线)连接。

根据该结构，在旋转/斗杆回收复合操作时，旋转优先，在旋转/斗杆回收/动臂下降的特定复合操作时，解除旋转优先，并且在旋转/斗杆送出的复合操作时(包括在旋转/斗杆回收的复合操作中斗杆回收变为斗杆送出的情况)，斗杆送出侧先导压力被施加到切换阀25上而将该切换阀25切换到旋转优先限制位置y，所以旋转先导压力落入油箱T，从而旋转优先阀15被设为全开位置x。即，与旋转/斗杆回收/动臂下降的特定复合操作时同样，取消旋转优先功能。由此，能够确保斗杆送出的良好动作。

在该状态下，由于旋转用控制阀12的先导管线18、19连通到油箱T，所以为了确保该阀12的先导压力，在旋转优先先导管线16中分支出油箱管线24的分支点的上游侧设置节流阀30。

另外，优先先导管线16与油箱T连通，切换阀25根据斗杆送出和动臂下降的至少一方的动作而被切换到旋转优先限制位置y，所以旋转/斗杆送出/动臂下降的复合操作时，当然也取消旋转优先功能。

其他实施方式

(1)在上述第1以及第2两实施方式中，采用了利用旋转优先阀15对斗杆压力缸7的入口流量节流的结构，但也可采用对出口流量、或者双方的流量进行节流的结构。

(2)在上述两实施方式中，采取了通过在特定复合操作时将旋转优先阀15从节流位置y切换到全开位置x而“解除”旋转优先功能的结构，但也可设计成通过降低供给到该控制阀15的先导压力而“削弱”旋转优先功能的结构。

(3)在上述两实施方式中，采用了在旋转/斗杆回收复合操作时利用旋转先导压力将旋转优先阀15切换到节流位置y的结构，但也可采用下述结构：利用传感器检测旋转操作，借助基于来自控制器的信号进行的电磁阀的动作，以来自其他先导压力源的先导压力将旋转优先阀15切换到节流位置y。

(4)同样，作为在特定复合操作时将切换阀20、25切换到旋转优先限制位置y的切换机构，也可采用下述结构：利用传感器检测动臂下降操作，借助基于来自控制器的信号进行的电磁阀的动作，以来自其他的先导压力源的先导压力将切换阀20、25切换到旋转优先位置y。

(5)在上述两个实施方式中，采用了将旋转/斗杆回收复合操作中附加动臂下降操作时作为特定复合操作时而限制旋转优先功能的结构，但也可采用将附加动臂下降和铲斗操作的一方或者双方时作为特定复合操作时而限制旋转优先功能的结构。

(6)本发明不限定于液压挖掘机，也可用于以液压挖掘机为母体而构成的破碎机或分解机等其他的作业机械。

虽然参照附图和优选实施方式对本发明进行了描述，但显然可以在不脱离本发明的权利要求的范围内进行应用或者替换。

Claims (8)

1.一种作业机械的液压控制装置，具有：

多个液压致动器，包括使上部旋转体进行旋转动作的旋转马达、动臂压力缸、铲斗压力缸、和使斗杆进行伸出和回收动作的斗杆压力缸；

液压泵，作为液压源；

多个控制阀，分别控制上述多个液压致动器各自的动作；

旋转优先阀，对斗杆压力缸的入口流量以及出口流量的至少一方进行节流，在同时进行旋转动作和斗杆回收动作的旋转/斗杆回收复合操作时，利用该旋转优先阀的作用，实现使旋转动作优先的旋转优先功能；

以及旋转优先限制机构，在同时进行旋转动作和斗杆送出动作的旋转/斗杆送出复合操作时解除或者削弱该旋转优先阀的节流作用，在上述旋转/斗杆回收复合操作中进一步附加了动臂下降动作的特定复合操作时，解除或者削弱该旋转优先阀的节流作用而限制上述旋转优先功能。

2.如权利要求1所述的作业机械的液压控制装置，其特征在于，上述旋转优先阀作为开度根据输入的先导压力变化的液压先导式的流量控制阀而构成，旋转优先限制机构构成为，控制该旋转优先阀的先导压力。

3.如权利要求2所述的作业机械的液压控制装置，其特征在于，作为上述旋转优先限制机构，在旋转优先阀的先导管线上设置利用来自外部的操作信号而进行切换的切换阀，该切换阀构成为，在将旋转优先阀的先导管线连接到先导压力源的旋转优先位置、与将旋转优先阀的先导管线连接到油箱的旋转优先限制位置之间切换。

4.如权利要求2所述的作业机械的液压控制装置，其特征在于，作为上述旋转优先限制机构，在旋转优先阀的先导管线上分支连接将该先导管线连通到油箱的油箱管线，并且在该油箱管线上设置利用来自外部的操作信号而进行切换的切换阀，该切换阀构成为，在相对于油箱阻断旋转优先阀的先导管线的旋转优先位置、和使旋转优先阀的先导管线与油箱连通的旋转优先限制位置之间切换。

5.如权利要求3所述的作业机械的液压控制装置，其特征在于，使用液压先导阀作为上述旋转用控制阀，在切换阀切换到旋转优先位置的状态下，上述旋转用控制阀的先导压力被供给到旋转优先阀的先导口。

6.如权利要求4所述的作业机械的液压控制装置，其特征在于，使用液压先导阀作为上述旋转用控制阀，在切换阀切换到旋转优先位置的状态下，上述旋转用控制阀的先导压力被供给到旋转优先阀的先导口。

7.如权利要求3所述的作业机械的液压控制装置，其特征在于，作为被附加操作的液压致动器用的控制阀、以及切换阀，分别使用液压先导阀，切换阀的先导管线与上述被附加操作的液压致动器用的控制阀的先导管线连接。

8.如权利要求4所述的作业机械的液压控制装置，其特征在于，作为被附加操作的液压致动器用的控制阀、以及切换阀，分别使用液压先导阀，切换阀的先导管线与上述被附加操作的液压致动器用的控制阀的先导管线连接。

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