CN114607653A - 一种挖掘机吊装工况液压***及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工程车辆技术领域的一种挖掘机吊装工况液压***及其控制方法，旨在解决现有技术中挖掘机吊装作业出现故障，重物悬吊在半空滞留影响作业人员人身安全及排查故障等问题。其包括升降模块和故障制动模块；所述故障制动模块包括液控换向阀、应急储仓、梭阀；所述应急储仓连接于所述先导泵和所述先导控制阀之间，利用应急储仓储存的液压油开启所述主控阀，变蝠机构在重物的重力作用下向下，伸出下降；本发明适用于挖掘机吊装作业过程之中，能够使得故障中的货物安全下降。

Description

一种挖掘机吊装工况液压***及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种挖掘机吊装工况液压***及其控制方法，属于工程车辆技术领域。

背景技术

现有技术的挖掘机在吊装作业的过程中由于传感器、输线路的损坏引起发动机熄火无法启动或液压泵故障，无法正常工作。所吊重物悬在半空中，一方面，反复的长时间的悬吊重物会使挖掘机的工作性能下降，减少挖掘机的使用寿命；另一方面，无法完成重物下降，给故障排查和解决带来更大的困难；重物悬挂在半空，会给排查故障的作业人员带来安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种挖掘机吊装工况液压***及其控制方法，当挖掘机出现故障重物悬挂在半空时，操控先导控制阀，在故障制动模块和升降模块共同作用下，利用应急储仓中的液压油进入液压油缸的无杆腔内，实现故障悬挂置半空的重物顺利降落，提高维修人员排查作业的安全性，以及提高挖掘机的使用寿命。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

一方面，本发明提供了一种挖掘机吊装工况液压***，包括升降模块和故障制动模块；所述升降模块包括液压泵、主控阀、液压油缸、先导泵和先导控制阀；所述液压油缸的活塞杆与变幅机构传动连接；所述液压泵和先导泵分别与油箱连接；所述先导泵输出的一路液压油通过先导控制阀和第一提升油路，进入主控阀，用于开启所述主控阀；所述液压泵中的液压油通过主阀第一进油口以及第二提升油路进入所述液压油缸的有杆腔，实现变幅机构提升；所述液压油缸的无杆腔中的液压油由第二下降油路和所述主控阀的主阀回油口回流至所述油箱；

所述先导泵输出的液压油通过先导控制阀和第一下降油路，进入主控阀，用于开启所述主控阀；所述液压泵的液压油通过主阀第二油口以及所述第二下降油路，进入所述液压油缸的无杆腔，所述液压油缸的有杆腔中的液压油经所述第二提升油路和所述主控阀的主阀回油口回流至所述油箱，实现变幅机构的下降；

所述故障制动模块包括液控换向阀、应急储仓、梭阀；所述应急储仓连接于所述先导泵和所述先导控制阀之间，利用应急储仓储存的液压油开启所述主控阀；所述第一下降油路上的第一分路依次连接增压器、液控换向阀、梭阀；所述梭阀通过第四分路与平衡阀连接，用于开启平衡阀；变蝠机构在重物的重力作用下向下，伸出下降。

进一步的，所述平衡阀连接于所述第二提升油路之间；所述梭阀通过第五分路与所述第二下降油路连接，用于开启平衡阀。

进一步的，所述先导控制阀中的第一出油路与所述油箱连接；所述应急储仓和所述先导控制阀之间接有电磁换向阀，用于控制所述先导控制阀；所述电磁换向阀的电磁阀泄油口与所述第一出油路连接。

进一步的，所述先导泵和增压器之间连接有左单向阀；所述左单向阀的进油口通过第二分路与液控换向阀的液控阀控制口连通；左单向阀的出油口通过第三分路与所述液控换向阀的液控阀第二出油口连接。

进一步的，所述先导泵和应急储仓之间连接有右单向阀；所述右单向阀的右单向阀出油口与应急储仓的应急出油口连通。

进一步的，所述第一下降油路通过第一分路与所述增压器的增压器第二进油口连接。

进一步的，所述液控换向阀上的液控阀第一出油口与所述油箱连接。

另一方面，本发明提供了一种挖掘机吊装工况液压***的控制方法，包括下述控制方法中的一种或多种组合：

正常状态时：

控制方法A：控制先导控制阀，将先导泵输出的液压油通过先导控制阀、第一提升油路，开启主控阀；液压泵输出的液压油依次通过主控阀、平衡阀进入液压油缸的有杆腔，实现变幅机构的提升，所述液压油缸的无杆腔中的液压油经第二下降油路进入主控阀并由主控阀的主阀回油口回流至所述油箱；

控制方法B：控制先导控制阀，将先导泵输出的液压油通过先导控制阀、第一下降油路，开启主控阀；液压泵输出的液压油依次通过主控阀、主控阀第二油口进入液压油缸的无杆腔，实现变幅机构的下降，液压油缸的有杆腔的液压油经第二提升油路进入主控阀并由主控阀的主阀回油口回流至所述油箱；

故障状态当重物悬置半空时，变幅机构下降：

控制方法C：

控制先导控制阀，将应急储仓输出的液压油通过先导控制阀、第一下降油路，打开主控阀的主控阀第一油口；同时应急储仓输出的液压油通过第一分路进入增压器转换为高压油；将所述高压油依次通过液控换向阀、梭阀，进入梭阀的高压油通过第四分路进入且开启平衡阀，为使液压油缸的有杆腔的液压油经第二提升油路进入主控阀并由主控阀的主阀回油口回流至所述油箱，实现变幅机构的下降。

进一步的，正常状态时，采用控制方法A或控制方法B时，先导泵输出的液压油持续供给应急储仓。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

本发明提供的一种挖掘机吊装工况液压***，当所吊重物悬在半空中时，发动机故障或液压泵故障导致整机无法正常工作；为安全及检修方便，通过设置的故障制动模块与升降模块的共同作用控制之下，将故障制动模块中应急储仓储存的液压油开启主控阀；有杆腔内的液压油向油箱方向回流，对活塞杆向右运行不产生阻抗力，加上重物向下的重量牵引变幅机构伸出下降，从而使得带有的重物下降，保证人员作业安全，相对于现有技术故障停滞半空的挖掘机，本发明能够延长挖掘机的使用年限。

本发明提供的一种挖掘机吊装工况液压***的控制方法，正常状态下，通过控制方法A、控制方法B两种控制方法来实现挖掘机的升降；故障状态当重物悬置半空时，启用控制方法C，能够调节挖掘机将重物下降置地面处。

附图说明

图1为挖掘机吊装工况液压***结构示意图；

图中：1、油箱；2、液压泵；3、先导泵；4、右单向阀；5、左单向阀；6、增压器；7、先导控制阀；8、梭阀；9、主控阀；10、电磁换向阀；11、液控换向阀11；12、液压油缸；13、平衡阀；14、应急储仓；15、无杆腔；16、有杆腔；17、第一提升油路；18、第二提升油路；19、第一下降油路；20、第二下降油路；21、第一出油路，22、第二出油路；23、第一分路；24、第二分路；25、第三分路；26、第四分路；27、第五分路；

4a、右单向阀进油口；4b、右单向阀出油口；5a、左单向阀进油口；5b、左单向阀出油口；6a、增压器第一进油口；6b、增压器第二进油口；6c、增压器出油口；7a、先导控制第一进油口；7b、先导控制回油口；7c、先导控制第一工作油口；7d、先导控制第二工作油口；8a、梭阀进油口；8b、梭阀出油口；8c、梭阀工作油口；9a、主阀第一进油口；9b、主阀回油口；9c、主阀第一油口；9d、主阀第二油口；9e、主阀第二进油口；9f、主阀第三进油口；10a、电磁阀进油口；10b、电磁阀出油口；10c、电磁阀泄油口；11a、液控阀第一出油口；11b、液控阀第一进油口；11c、液控阀第二出油口；11d、液控阀第二进油口；11e、液控阀控制口；13a、平衡阀进油口；13b、平衡阀出油口；13c、平衡阀工作油口；14a、应急出油口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例一：

参见1示出，本实施例提供了一种挖掘机吊装工况液压***，该液压***包括升降模块和故障制动模块。升降模块包括有液压泵2、主控阀9、液压油缸12、先导泵3及先导控制阀7。液压油缸12内的活塞杆和变蝠机构传动连接，液压油缸12包括有杆腔16和无杆腔15，活塞杆在有杆腔16内。

主控阀9的主阀第一进油口9a和主阀回油口9d分别和连接油箱1连接；主控阀9的主阀第一油口9c与有杆腔16的有杆腔口通过第二提升油路18连接；主控阀9的主阀第二油口9d与无杆腔15的无杆腔口通过第二下降油路20连接；主控阀9的主阀第二进油口9e与先导控制阀7的先导控制第一工作油口7c通过第一下降油路19连接，用于主控阀9的换向；主控阀9的主阀第三进油口9f与先导控制阀7的先导控制第二工作油口7d通过第一提升油路17连接。

第二提升油路18上设置有平衡阀13，平衡阀进油口13a和平衡阀出油口13b分别都连接在第二提升油路18上。故障制动模块中的梭阀通过第五分路27与第二下降油路20连接，梭阀8通过第四分路26与平衡阀13连接，都起到开启平衡阀13，便于液压油顺畅地通过平衡阀13。

先导泵3输出的一路液压油通过先导控制阀7和第一提升油路17，进入主控阀9，用于开启所述主控阀9。液压泵2中的液压油通往主控阀9，在经过主阀第二油口9d经由第二下降油路20、第五分路通往梭阀8，再由梭阀8输往梭阀工作油口8c通过平衡阀工作油口13c，打开平衡阀13。同时液压泵2中的液压油通过主阀第一进油口9a以及第二提升油路18和平衡阀13进入有杆腔16，实现变幅机构提升；无杆腔15中的液压油由第二下降油路20和主阀回油口9d回流油箱1。

先导泵3输出的液压油通过先导控制阀7和第一下降油路19，进入主控阀9，用于开启主控阀9。液压泵2中的液压油通往主控阀9，在经过主阀第二油口9d经由第二下降油路20、第五分路通往梭阀8，再由梭阀8输往梭阀工作油口8c通过平衡阀工作油口13c，打开平衡阀13。液压泵2的液压油通过主阀第二油口9d以及第二下降油路20进入无杆腔15，有杆腔16中的液压油经第二提升油路18和平衡阀13以及和主阀回油口9d回流至所述油箱1，实现变幅机构的下降。

故障制动模块包括液控换向阀11、应急储仓14和梭阀8。应急储仓14的应急出油口14a分别与先导泵3的出油口和先导控制阀7第一进油口连接。先导泵3的出油路和增压器6的增压器第一进油口6a连接，将先导泵3的液压油送入增压器6中变为高压油。变为高压油的液压油通过液控阀第二出油口11c、梭阀进油口8a、梭阀出油口8b进入第二下降油路20，从而进入无杆腔15内推动活塞杆向右运行，即，变蝠机构下降。通过利用应急储仓14储存的液压油开启主控阀9，使得主控阀9的主阀第一油口9c打开，有杆腔16内的液压油经重量作用留入主控阀9最后回流到油箱1，有杆腔16内的液压油留回油箱1保证了不阻碍活塞杆的情况下，悬挂的物体也经重力作用向下拉动变蝠机构下降。

具体的，平衡阀13，平衡阀13能够优化整个液压***，提供作业的安全性，有效防止变蝠机构在未设置平衡阀13的情况下超速下降。梭阀8的梭阀工作油口8c通过第四分路26与平衡阀13的平衡阀工作油口13c连接，在故障状态下，由液控换向阀11送入梭阀8的液压油通过第四分路26进入平衡阀13，开启平衡阀13，保证有杆腔16内的液压油顺畅的流回油箱1内。正常状态下，液压油由主控阀9送入第二下降油路20，并通往第五分路27进入梭阀8内，再由梭阀8、第四分路26进入并开启平衡阀。

优选的，先导控制阀7上的先导控制回油口7b与油箱1之间通过第一出油路21连接，应急储仓14的应急出油口14a与电磁换向阀10的电磁阀进油口10a连接，电磁换向阀10的电磁阀出油口10b和先导控制第一进油口7a连接，设置电磁换向阀10便于更好的控制先导控制阀7运行。电磁换向阀10的电磁阀泄油口10c与第一出油路21连接，能够有效保证电磁换向阀10的正常工作。在应急储仓14和先导控制阀7之间设置的电磁换向阀10，保证作业的安全性，防止误操作带来的风险。

优选的，在先导泵3和增压器6之间连接有左单向阀5，左单向阀进油口5a与先导泵3的出油口连接，左单向阀出油口5b与增压器第一进油口6a连接；增压器出油口6c与液控阀第二进油口11d连接。左单向阀进油口5a通过第二分路24与液控换向阀11的液控阀控制口11e连接，用于控制先导油通断，能够按照实际的需也需要合理分配先导油，避免液压油的浪费。左单向阀出油口5b通过第三分路25与液控换向阀11的液控阀第二出油口11c连接，能够通过该连接方法控制增压器6输出的高压油的通断，以便于方便灵活控制输出的高压油。液控阀第一第一出油口11a与油箱1连接。

优选的，在应急储仓14和先导泵3之间设置右单向阀4。右单向阀进油口4a与先导泵3的出油口连接，右单向阀出油口4b与应急储仓14的应急出油口14a连接，右单向阀4能够防止先导泵3进入应急储仓14、电磁换向阀10等一路的液压油回流，影响整个液压***的运作。

第一下降油路19上设有第一分路23，第一分路23与增压器6的增压器第二进油口6b连接，第一分路23为增压器6提供低压油路，将从分路一输出的低压的液压油通过增压器6转化为高压油。在故障时，利用转化的高压油进入无杆腔15内，保证悬置半空的重物快速下降。

优选的，液控换向阀11的液控阀第一进油口11b和油箱1之间通过第二出油路22连接，通过第二出油路22使得进入液控换向阀11中的先导油回流到油箱1；能够使运行中的液压油回到油箱1内充分的冷却。

实施例二：

本实施例提供了一种挖掘机吊装工况液压***的控制方法，能够通过本实施例的方法操作实施例一提供的挖掘机吊装工况液压***。控制方法包括正常状态下的控制方法和故障状态重物悬置半空时的控制方法C。正常状态下包括实现变蝠机构提升的控制方法A和实现变幅机构下降的控制方法B。

正常状态时：

采用控制方法A，实现变幅机构提升，重物向上牵引。控制先导控制阀7，将先导泵3输出的液压油通过先导控制阀7、第一提升油路17，开启主控阀9；开启主控阀9，便于主控阀的各个进出油口打开，液压泵2输出的液压油依次通过主控阀9和开启的主控阀9第一油路、平衡阀13进入液压油缸12的有杆腔16，推动有杆腔16向左移动，带动变幅机构的提升。同时，液压油缸12的无杆腔15中的液压油经第二下降油路20进入主控阀9并由主控阀9的主阀回油口9d回流至所述油箱1，防止无杆腔15内的液压油对有杆腔16向左移动形成阻抗力。

采用控制方法B，实现变幅机构下降，重物的重力共同向下牵引。控制先导控制阀7，将先导泵3输出的液压油通过先导控制阀7、第一下降油路19，开启主控阀9，主控阀9上的各个进出油口都打开，液压泵2输出的液压油依次通过主控阀9和开启的主控阀9第二油口进入液压油缸12的无杆腔15，推动有杆腔16向右移动，并带动变幅机构的下降。同时，液压油缸12的有杆腔16的液压油经第二提升油路18进入主控阀9并由主控阀9的主阀回油口9d回流至所述油箱1，防止有杆腔16内的液压油对有杆腔16向右移动产生阻抗力。

故障状态当重物悬置半空时：

控制方法C：控制先导控制阀7，将应急储仓14输出的液压油通过先导控制阀7、第一下降油路19，再由主阀第二进油口9e进入并开启主控阀9，使得主控阀9内的主阀第一进油口9a与主阀第二油口9d相通，主阀回油口9b与主阀第一油口9c相通。液压油缸12的有杆腔16中的液压油通过第二提升油路18排至油箱1内。

应急储仓14输出的液压油通过第一分路23进入增压器6转换为高压油；同时，将所述高压油依次通过液控换向阀11、梭阀8，进入梭阀8的高压油通过第四分路26进入且开启平衡阀13，为使液压油缸12的有杆腔16的液压油经第二提升油路18进入主控阀9并由主控阀9的主阀回油口9d回流至所述油箱1，实现变幅机构的下降。

采用控制方法C能够保证在由于传感器、输线路的损坏引起发动机熄火无法启动或液压泵故障情况下，将悬挂在半空的重物降落，保障作业人员检修的安全，延长挖掘机的使用寿命。

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变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种挖掘机吊装工况液压***，其特征在于，包括升降模块和故障制动模块；所述升降模块包括液压泵、主控阀、液压油缸、先导泵和先导控制阀；所述液压油缸的活塞杆与变幅机构传动连接；所述液压泵和先导泵分别与油箱连接；所述先导泵输出的一路液压油通过先导控制阀和第一提升油路，进入主控阀，用于开启所述主控阀；所述液压泵中的液压油通过主阀第一进油口以及第二提升油路进入所述液压油缸的有杆腔，实现变幅机构提升；所述液压油缸的无杆腔中的液压油由第二下降油路和所述主控阀的主阀回油口回流至所述油箱；

所述先导泵输出的液压油通过先导控制阀和第一下降油路，进入主控阀，用于开启所述主控阀；所述液压泵的液压油通过主阀第二油口以及所述第二下降油路，进入所述液压油缸的无杆腔，所述液压油缸的有杆腔中的液压油经所述第二提升油路和所述主控阀的主阀回油口回流至所述油箱，实现变幅机构的下降；

所述故障制动模块包括液控换向阀、应急储仓、梭阀；所述应急储仓连接于所述先导泵和所述先导控制阀之间，利用应急储仓储存的液压油开启所述主控阀；所述第一下降油路上的第一分路依次连接增压器、液控换向阀、梭阀；所述梭阀通过第四分路与平衡阀连接，用于开启平衡阀；变蝠机构在重物的重力作用下向下，伸出下降。

2.根据权利要求1所述的一种挖掘机吊装工况液压***；其特征在于，所述平衡阀连接于所述第二提升油路之间；所述梭阀通过第五分路与所述第二下降油路连接，用于开启平衡阀。

3.根据权利要求1所述的一种挖掘机吊装工况液压***；其特征在于，所述先导控制阀中的第一出油路与所述油箱连接；所述应急储仓和所述先导控制阀之间接有电磁换向阀，用于控制所述先导控制阀；所述电磁换向阀的电磁阀泄油口与所述第一出油路连接。

4.根据权利要求1所述的一种挖掘机吊装工况液压***，其特征在于，所述先导泵和增压器之间连接有左单向阀；所述左单向阀的进油口通过第二分路与液控换向阀的液控阀控制口连通；左单向阀的出油口通过第三分路与所述液控换向阀的液控阀第二出油口连接。

5.根据权利要求1所述的一种挖掘机吊装工况液压***，其特征在于，所述先导泵和应急储仓之间连接有右单向阀；所述右单向阀的右单向阀出油口与应急储仓的应急出油口连通。

6.根据权利要求1所述的一种挖掘机吊装工况液压***，其特征在于，所述第一下降油路通过第一分路与所述增压器的增压器第二进油口连接。

7.根据权利要求1所述的一种挖掘机吊装工况液压***，其特征在于，所述液控换向阀上的液控阀第一出油口与所述油箱连接。

8.一种挖掘机吊装工况液压***的控制方法，其特征在于，包括下述控制方法中的一种或多种组合：

正常状态时：

控制方法A：控制先导控制阀，将先导泵输出的液压油通过先导控制阀、第一提升油路，开启主控阀；液压泵输出的液压油依次通过主控阀、平衡阀进入液压油缸的有杆腔，实现变幅机构的提升，所述液压油缸的无杆腔中的液压油经第二下降油路进入主控阀并由主控阀的主阀回油口回流至所述油箱；

控制方法B：控制先导控制阀，将先导泵输出的液压油通过先导控制阀、第一下降油路，开启主控阀；液压泵输出的液压油依次通过主控阀、主控阀第二油口进入液压油缸的无杆腔，实现变幅机构的下降，液压油缸的有杆腔的液压油经第二提升油路进入主控阀并由主控阀的主阀回油口回流至所述油箱；

故障状态当重物悬置半空时，变幅机构下降：

控制方法C：

控制先导控制阀，将应急储仓输出的液压油通过先导控制阀、第一下降油路，打开主控阀的主控阀第一油口；同时应急储仓输出的液压油通过第一分路进入增压器转换为高压油；将所述高压油依次通过液控换向阀、梭阀，进入梭阀的高压油通过第四分路进入且开启平衡阀，为使液压油缸的有杆腔的液压油经第二提升油路进入主控阀并由主控阀的主阀回油口回流至所述油箱，实现变幅机构的下降。

9.根据权利要求8所述的一种挖掘机吊装工况液压***的控制方法，其特征在于，正常状态时，采用控制方法A或控制方法B时，先导泵输出的液压油持续供给应急储仓。

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