CN113323070A - 一种挖掘机动臂液压***及其控制方法 - Google Patents

一种挖掘机动臂液压***及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种挖掘机动臂液压***，该挖掘机动臂液压***包括液压油箱、主泵及动臂油缸，还包括主阀，第一主阀进油口能够与第二主阀工作油口相连通；第一主阀回油口与第一主阀工作油口相连通；第一主阀工作油口与动臂油缸的小腔进油口相连通，第二主阀工作油口与动臂油缸的大腔进油口相连通，小腔进油口与大腔进油口之间连接有换向阀，换向阀能够关闭或者连通大腔、小腔。一种如上所述的挖掘机动臂液压***的控制方法，包括以下步骤：S21、控制器启动主泵，使第一主阀进油口与第二主阀工作油口相连通,第一主阀回油口与第一主阀工作油口相连通;S22、控制器启动换向阀。避免空气从油液中析出造成密封件灼伤、异响、元器件气蚀，降低后期成本。

Description

一种挖掘机动臂液压***及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种挖掘机动臂液压***及其控制方法。
背景技术
在现有技术中，挖掘机动臂由液压***控制升降，当需要动臂上升时，动臂油缸的小腔进油，动臂油缸的大腔出油，实现动臂上升；当需要动臂下降时，动臂油缸的小腔出油，动臂油缸的大腔进油，实现动臂下降。
上述技术方案具有以下缺点：因小通径软管的存在导致油液流动时产生较大压损，从而导致动臂在快速下降时动臂油缸大腔无法及时获得补偿油液，以至于动臂油缸大腔出现负压状态，空气从油液中析出造成密封件灼伤、异响、元器件气蚀，增加了后期运营及维护成本。
发明内容
本发明的目的是针对以上问题提供一种挖掘机动臂液压***及其控制方法，避免空气从油液中析出造成密封件灼伤、异响、元器件气蚀。
为达到上述目的，本发明公开了一种挖掘机动臂液压***，该挖掘机动臂液压***包括液压油箱、主泵及动臂油缸，还包括主阀，主阀包括第一主阀进油口P11、第一主阀回油口T11、第一主阀工作油口A1及第二主阀工作油口B1, 第一主阀进油口P11能够关闭或者与第一主阀工作油口A1、第二主阀工作油口B1其中之一相连通；第一主阀回油口T11能够关闭或者与第二主阀工作油口B1、第一主阀工作油口A1其中之一相连通；第一主阀工作油口A1与动臂油缸的小腔进油口P31相连通，第二主阀工作油口B1与动臂油缸的大腔进油口P32相连通，小腔进油口P31与大腔进油口P32之间连接有换向阀，换向阀能够关闭或者连通大腔、小腔。在初始状态时，主阀的各个油口均处于关闭位，动臂油缸也处于任意停止位。
当需要动臂上升时，主阀的阀芯运动，第一主阀进油口P11与第一主阀工作油口A1相连通，第一主阀回油口T11与第二主阀工作油口B1相连通。此时，动臂油缸的小腔进油，动臂油缸的大腔出油，实现动臂上升。
当需要动臂下降时，主阀的阀芯运动，主阀的阀芯运动，第一主阀进油口P11与第二主阀工作油口B1相连通，第一主阀回油口T11与第一主阀工作油口A1相连通。此时，动臂油缸的大腔进油，动臂油缸的小腔出油，实现动臂下降；同时，启动换向阀，使得动臂油缸小腔中的油进入动臂油缸大腔，提高动臂油缸大腔中的油压，避免空气从油液中析出造成密封件灼伤、异响、元器件气蚀，降低了后期运营及维护成本。
优选的，主阀还包括动臂上升先导油口a 1及动臂下降先导油口b 1，当动臂上升先导油口a 1获得先导油时，第一主阀进油口P11与第一主阀工作油口A1相连通，第一主阀回油口T11与第二主阀工作油口B1相连通；当动臂下降先导油口b 1获得先导油时，第一主阀进油口P11与第二主阀工作油口B1相连通；第一主阀回油口T11与第一主阀工作油口A1相连通。使用时，主阀的阀芯由先导油驱动，结构紧凑，使用寿命长，降低了后期运营及维护成本。
优选的，换向阀包括换向阀进油口P2及换向阀工作油口A2，换向阀进油口P2能够关闭或者与换向阀工作油口A2相连通。使用时，换向阀采用二位二通阀，结构紧凑，使用寿命长，降低了后期运营及维护成本。
优选的，动臂上升先导油口a 1连通有第一先导油接口,动臂下降先导油口b 1连通有第二先导油接口，换向阀还包括换向先导油口a 2，换向先导油口a 2与第二先导油接口相连通。使用时，换向阀的阀芯由先导油驱动，结构紧凑，使用寿命长，降低了后期运营及维护成本；同时，在第二先导油接口向动臂下降先导油口b 1供油时同时向换向先导油口a1供油，动臂下降与换向阀开启同时进行，使得动臂油缸小腔中的油进入动臂油缸大腔。
优选的，换向阀包括电磁球阀。使用时，方便调节换向阀的流量。
优选的，动臂油缸的小腔内安装有小腔液压传感器，动臂油缸的大腔内安装有大腔液压传感器。使用时，小腔液压传感器、大腔液压传感器用于测定动臂油缸 小腔及大腔的液压值，为后续决策提供参考。
一种如上所述的挖掘机动臂液压***的控制方法，该控制方法包括动臂下降流程，动臂下降流程包括以下步骤：
S21、控制器启动主泵，并控制主阀的阀芯运动，使第一主阀进油口P11与第二主阀工作油口B1相连通, 第一主阀回油口T11与第一主阀工作油口A1相连通; 当需要动臂下降时，主阀的阀芯运动，主阀的阀芯运动，第一主阀进油口P11与第二主阀工作油口B1相连通，第一主阀回油口T11与第一主阀工作油口A1相连通。此时，动臂油缸的大腔进油，动臂油缸的小腔出油，实现动臂下降。
S22、控制器启动换向阀，使换向阀能够连通大腔、小腔。同时，启动换向阀，使得动臂油缸小腔中的油进入动臂油缸大腔，提高动臂油缸大腔中的油压，避免空气从油液中析出造成密封件灼伤、异响、元器件气蚀，降低了后期运营及维护成本。
优选的，在步骤S22中，控制器接收大腔及小腔内的液压信号，并根据大腔及小腔内液体的压力差控制换向阀的流量，公式为：流量Q=K（小腔液压F1-大腔液压F2）,其中K为流量系数。在使用时，小腔液压F与大腔液压F之间的差值与换向阀的流量Q成正比，即小腔与大腔之间的压力差越大，换向阀的流量Q越高，提高动臂油缸小腔中的油进入动臂油缸大腔的速度，减少空气从油液中析出的危害时间。
优选的，在步骤S22中，从控制器启动换向阀到小腔液压F1与大腔液压F2相等时之间的时间为2-3S。使用时，短时间内完成动臂油缸小腔中的油进入动臂油缸大腔，减少空气从油液中析出的危害时间。
优选的，还包括动臂上升流程，动臂上升流程包括以下步骤：
S11、控制器启动主泵，并控制主阀的阀芯运动，使第一主阀进油口P11与第一主阀工作油口A1相连通, 第一主阀回油口T11与第二主阀工作油口B1相连通。当需要动臂上升时，主阀的阀芯运动，第一主阀进油口P11与第一主阀工作油口A1相连通，第一主阀回油口T11与第二主阀工作油口B1相连通。此时，动臂油缸的小腔进油，动臂油缸的大腔出油，实现动臂上升。
综上所述，本发明的有益效果在于：动臂下降时，启动换向阀，使得动臂油缸小腔中的油进入动臂油缸大腔，提高动臂油缸大腔中的油压，避免空气从油液中析出造成密封件灼伤、异响、元器件气蚀，降低了后期运营及维护成本。
附图说明
图1是本发明实施例1中一种挖掘机动臂液压***的结构示意图；
图2是本发明一种挖掘机动臂液压***中主阀的结构示意图；
图3是本发明一种挖掘机动臂液压***中差动换向阀的结构示意图；
图4是本发明实施例2中一种挖掘机动臂液压***的结构示意图。
图中：1、液压油箱；2、主泵；3、主阀；4、第一先导油接口；5、第二先导油接口；6、动臂油缸；7、换向阀；8、保持阀；9、补偿阀；10、小腔液压传感器；11、大腔液压传感器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本申请的描述中，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申请和简化描述，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申请的限制。
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。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
实施例1，如图1到3所示，一种挖掘机动臂液压***，包括液压油箱1、主泵2及动臂油缸6，还包括主阀3，主阀3包括第一主阀进油口P11、第一主阀回油口T11、第二主阀回油口T12、第二主阀进油口P12，以及第一主阀工作油口A1、第二主阀工作油口B1、第三主阀工作油口C1、第四主阀工作油口D1。
具体的，第一主阀进油口P11能够关闭或者与第一主阀工作油口A1、第二主阀工作油口B1其中之一相连通；第一主阀回油口T11能够关闭或者与第二主阀工作油口B1、第一主阀工作油口A1其中之一相连通；第二主阀回油口T12能够关闭或者与第三主阀工作油口C1相连通；第二主阀进油口P12能够关闭或者与第四主阀工作油口D1相连通。第二主阀进油口P12与主泵2相连通，第四主阀工作油口D1连通有补偿阀9，补偿阀9与第一主阀进油口P11相连通，第一主阀回油口T11及第二主阀回油口T12与液压油箱1相连通。第一主阀工作油口A1连通有保持阀8，保持阀8与动臂油缸6的小腔进油口P31相连通，第二主阀工作油口B1与动臂油缸6的大腔进油口P32相连通，小腔进油口P31与大腔进油口P32之间连接有换向阀7，换向阀7能够关闭或者连通大腔、小腔。保持阀8及补偿阀9均采用现有技术，在此不再赘述。
优选的，动臂油缸6的小腔内安装有小腔液压传感器10，动臂油缸6的大腔内安装有大腔液压传感器11。使用时，小腔液压传感器10、大腔液压传感器11用于测定动臂油缸6小腔及大腔的液压值，为后续决策提供参考。
在初始状态时，主阀3的各个油口均处于关闭位，动臂油缸6也处于任意停止位。
当需要动臂上升时，主阀3的阀芯运动，第一主阀进油口P11与第一主阀工作油口A1相连通，第一主阀回油口T11与第二主阀工作油口B1相连通。此时，动臂油缸6的小腔进油，动臂油缸6的大腔出油，实现动臂上升。
当需要动臂下降时，主阀3的阀芯运动，主阀3的阀芯运动，第一主阀进油口P11与第二主阀工作油口B1相连通，第一主阀回油口T11与第一主阀工作油口A1相连通。此时，动臂油缸6的大腔进油，动臂油缸6的小腔出油，实现动臂下降；同时，启动换向阀7，使得动臂油缸6小腔中的油进入动臂油缸6大腔，提高动臂油缸6大腔中的油压，避免空气从油液中析出造成密封件灼伤、异响、元器件气蚀，降低了后期运营及维护成本。
主阀3还包括动臂上升先导油口a 1及动臂下降先导油口b 1，动臂上升先导油口a1连通有第一先导油接口4,动臂下降先导油口b 1连通有第二先导油接口5，具体的，第一先导油接口4及第二先导油接口5连接有先导油供给装置，先导油供给装置采用现有技术，在此不再赘述。当动臂上升先导油口a 1获得先导油时，第一主阀进油口P11与第一主阀工作油口A1相连通，第一主阀回油口T11与第二主阀工作油口B1相连通；当动臂下降先导油口b1获得先导油时，第一主阀进油口P11与第二主阀工作油口B1相连通；第一主阀回油口T11与第一主阀工作油口A1相连通。使用时，主阀3的阀芯由先导油驱动，结构紧凑，使用寿命长，降低了后期运营及维护成本。
优选的，换向阀7包括换向阀进油口P2及换向阀工作油口A2，换向阀进油口P2能够关闭或者与换向阀工作油口A2相连通。使用时，换向阀7采用二位二通阀，结构紧凑，使用寿命长，降低了后期运营及维护成本。
换向阀7还包括换向先导油口a 2，换向先导油口a 2与第二先导油接口5相连通。使用时，换向阀7的阀芯由先导油驱动，结构紧凑，使用寿命长，降低了后期运营及维护成本；同时，在第二先导油接口5向动臂下降先导油口b 1供油时同时向换向先导油口a 2供油，动臂下降与换向阀7开启同时进行，使得动臂油缸6小腔中的油进入动臂油缸6大腔。
一种如实施例1所述的机动臂液压***的控制方法，包括动臂上升流程，动臂上升流程包括以下步骤：
S11、控制器启动主泵2，并控制主阀3的阀芯运动，使第一主阀进油口P11与第一主阀工作油口A1相连通, 第一主阀回油口T11与第二主阀工作油口B1相连通。
当需要动臂上升时，主阀3的阀芯运动，第一主阀进油口P11与第一主阀工作油口A1相连通，第一主阀回油口T11与第二主阀工作油口B1相连通。此时，动臂油缸6的小腔进油，动臂油缸6的大腔出油，实现动臂上升。
还包括动臂下降流程，动臂下降流程包括以下步骤：
S21、控制器启动主泵2，并控制主阀3的阀芯运动，使第一主阀进油口P11与第二主阀工作油口B1相连通, 第一主阀回油口T11与第一主阀工作油口A1相连通。当需要动臂下降时，主阀3的阀芯运动，主阀3的阀芯运动，第一主阀进油口P11与第二主阀工作油口B1相连通，第一主阀回油口T11与第一主阀工作油口A1相连通。此时，动臂油缸6的大腔进油，动臂油缸6的小腔出油，实现动臂下降。
S22、控制器启动换向阀7，使换向阀7能够连通大腔、小腔。同时，启动换向阀7，使得动臂油缸6小腔中的油进入动臂油缸6大腔，提高动臂油缸6大腔中的油压，避免空气从油液中析出造成密封件灼伤、异响、元器件气蚀，降低了后期运营及维护成本。
实施例2，如图2、3到4所示，一种挖掘机动臂液压***，包括液压油箱1、主泵2及动臂油缸6，还包括主阀3，主阀3包括第一主阀进油口P11、第一主阀回油口T11、第二主阀回油口T12、第二主阀进油口P12，以及第一主阀工作油口A1、第二主阀工作油口B1、第三主阀工作油口C1、第四主阀工作油口D1。
具体的，第一主阀进油口P11能够关闭或者与第一主阀工作油口A1、第二主阀工作油口B1其中之一相连通；第一主阀回油口T11能够关闭或者与第二主阀工作油口B1、第一主阀工作油口A1其中之一相连通；第二主阀回油口T12能够关闭或者与第三主阀工作油口C1相连通；第二主阀进油口P12能够关闭或者与第四主阀工作油口D1相连通。第二主阀进油口P12与主泵2相连通，第四主阀工作油口D1连通有补偿阀9，补偿阀9与第一主阀进油口P11相连通，第一主阀回油口T11及第二主阀回油口T12与液压油箱1相连通。第一主阀工作油口A1连通有保持阀8，保持阀8与动臂油缸6的小腔进油口P31相连通，第二主阀工作油口B1与动臂油缸6的大腔进油口P32相连通，小腔进油口P31与大腔进油口P32之间连接有换向阀7，换向阀7能够关闭或者连通大腔、小腔。保持阀8及补偿阀9均采用现有技术，在此不再赘述。
优选的，动臂油缸6的小腔内安装有小腔液压传感器10，动臂油缸6的大腔内安装有大腔液压传感器11。使用时，小腔液压传感器10、大腔液压传感器11用于测定动臂油缸6小腔及大腔的液压值，为后续决策提供参考。
在初始状态时，主阀3的各个油口均处于关闭位，动臂油缸6也处于任意停止位。
当需要动臂上升时，主阀3的阀芯运动，第一主阀进油口P11与第一主阀工作油口A1相连通，第一主阀回油口T11与第二主阀工作油口B1相连通。此时，动臂油缸6的小腔进油，动臂油缸6的大腔出油，实现动臂上升。
当需要动臂下降时，主阀3的阀芯运动，主阀3的阀芯运动，第一主阀进油口P11与第二主阀工作油口B1相连通，第一主阀回油口T11与第一主阀工作油口A1相连通。此时，动臂油缸6的大腔进油，动臂油缸6的小腔出油，实现动臂下降；同时，启动换向阀7，使得动臂油缸6小腔中的油进入动臂油缸6大腔，提高动臂油缸6大腔中的油压，避免空气从油液中析出造成密封件灼伤、异响、元器件气蚀，降低了后期运营及维护成本。
主阀3还包括动臂上升先导油口a 1及动臂下降先导油口b 1，动臂上升先导油口a1连通有第一先导油接口4,动臂下降先导油口b 1连通有第二先导油接口5，具体的，第一先导油接口4及第二先导油接口5连接有先导油供给装置，先导油供给装置采用现有技术，在此不再赘述。当动臂上升先导油口a 1获得先导油时，第一主阀进油口P11与第一主阀工作油口A1相连通，第一主阀回油口T11与第二主阀工作油口B1相连通；当动臂下降先导油口b1获得先导油时，第一主阀进油口P11与第二主阀工作油口B1相连通；第一主阀回油口T11与第一主阀工作油口A1相连通。使用时，主阀3的阀芯由先导油驱动，结构紧凑，使用寿命长，降低了后期运营及维护成本。
优选的，换向阀7包括电磁球阀。使用时，方便调节换向阀7的流量。
一种如实施例2所述的机动臂液压***的控制方法，包括动臂上升流程，动臂上升流程包括以下步骤：
S11、控制器启动主泵2，并控制主阀3的阀芯运动，使第一主阀进油口P11与第一主阀工作油口A1相连通, 第一主阀回油口T11与第二主阀工作油口B1相连通。
当需要动臂上升时，主阀3的阀芯运动，第一主阀进油口P11与第一主阀工作油口A1相连通，第一主阀回油口T11与第二主阀工作油口B1相连通。此时，动臂油缸6的小腔进油，动臂油缸6的大腔出油，实现动臂上升。
还包括动臂下降流程，动臂下降流程包括以下步骤：
S21、控制器启动主泵2，并控制主阀3的阀芯运动，使第一主阀进油口P11与第二主阀工作油口B1相连通, 第一主阀回油口T11与第一主阀工作油口A1相连通。
当需要动臂下降时，主阀3的阀芯运动，主阀3的阀芯运动，第一主阀进油口P11与第二主阀工作油口B1相连通，第一主阀回油口T11与第一主阀工作油口A1相连通。此时，动臂油缸6的大腔进油，动臂油缸6的小腔出油，实现动臂下降。
S22、控制器启动换向阀7，使换向阀7能够连通大腔、小腔。优选的，控制器接收大腔及小腔内的液压信号，并根据大腔及小腔内液体的压力差控制换向阀7的流量，公式为：流量Q=K（小腔液压F1-大腔液压F2）,其中K为流量系数。
在使用时，小腔液压F1与大腔液压F2之间的差值与换向阀7的流量Q成正比，即小腔与大腔之间的压力差越大，换向阀7的流量Q越高，提高动臂油缸6小腔中的油进入动臂油缸6大腔的速度，减少空气从油液中析出的危害时间。
进一步的，从控制器启动换向阀7到小腔液压F1与大腔液压F2相等时之间的时间为2-3S，优选的，可以为2、2.5或3 S。
使用时，短时间内完成动臂油缸6小腔中的油进入动臂油缸6大腔，减少空气从油液中析出的危害时间。
同时，启动换向阀7，使得动臂油缸6小腔中的油进入动臂油缸6大腔，提高动臂油缸6大腔中的油压，避免空气从油液中析出造成密封件灼伤、异响、元器件气蚀，降低了后期运营及维护成本。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种挖掘机动臂液压***，包括液压油箱（1）、主泵（2）及动臂油缸（6），其特征在于，还包括主阀（3），主阀（3）包括第一主阀进油口P11、第一主阀回油口T11、第一主阀工作油口A1及第二主阀工作油口B1, 第一主阀进油口P11能够关闭或者与第一主阀工作油口A1、第二主阀工作油口B1其中之一相连通；第一主阀回油口T11能够关闭或者与第二主阀工作油口B1、第一主阀工作油口A1其中之一相连通；第一主阀工作油口A1与动臂油缸（6）的小腔进油口P31相连通，第二主阀工作油口B1与动臂油缸（6）的大腔进油口P32相连通，小腔进油口P31与大腔进油口P32之间连接有换向阀（7），换向阀（7）能够关闭或者连通大腔、小腔。
2.如权利要求1所述的挖掘机动臂液压***，其特征在于，主阀（3）还包括动臂上升先导油口a 1及动臂下降先导油口b 1，当动臂上升先导油口a 1获得先导油时，第一主阀进油口P11与第一主阀工作油口A1相连通，第一主阀回油口T11与第二主阀工作油口B1相连通；当动臂下降先导油口b 1获得先导油时，第一主阀进油口P11与第二主阀工作油口B1相连通；第一主阀回油口T11与第一主阀工作油口相不连通。
3.如权利要求2所述的挖掘机动臂液压***，其特征在于，换向阀（7）包括换向阀进油口P2及换向阀工作油口A2，换向阀进油口P2能够关闭或者与换向阀工作油口A2相连通。
4.如权利要求3所述的挖掘机动臂液压***，其特征在于，动臂上升先导油口a 1连通有第一先导油接口（4）,动臂下降先导油口b 1连通有第二先导油接口（5），换向阀（7）还包括换向先导油口a 2，换向先导油口a 2与第二先导油接口（5）相连通。
5.如权利要求1所述的挖掘机动臂液压***，其特征在于，换向阀（7）包括电磁球阀。
6.如权利要求5所述的挖掘机动臂液压***，其特征在于，动臂油缸（6）的小腔内安装有小腔液压传感器（10），动臂油缸（6）的大腔内安装有大腔液压传感器（11）。
7.如权利要求1所述的挖掘机动臂液压***的控制方法，其特征在于，包括动臂下降流程，动臂下降流程包括以下步骤：
S21、控制器启动主泵（2），并控制主阀（3）的阀芯运动，使第一主阀进油口P11与第二主阀工作油口B1相连通, 第一主阀回油口T11与第一主阀工作油口A1相连通;
S22、控制器启动换向阀（7），使换向阀（7）能够连通大腔、小腔。
8.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，在步骤S22中，控制器接收大腔及小腔内的液压信号，并根据大腔及小腔内液体的压力差控制换向阀（7）的流量，公式为：流量Q=K（小腔液压F1-大腔液压F2）,其中K为流量系数。
9.如权利要求8所述的控制方法，其特征在于，在步骤S22中，从控制器启动换向阀（7）到小腔液压F1与大腔液压F2相等时之间的时间为2-3S。
10.如权利要求7所述的控制方法，其特征在于，还包括动臂上升流程，动臂上升流程包括以下步骤：
S11、控制器启动主泵（2），并控制主阀（3）的阀芯运动，使第一主阀进油口P11与第一主阀工作油口A1相连通, 第一主阀回油口T11与第二主阀工作油口B1相连通。
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