專利名稱：挖掘機(jī)上控制吊桿和臂聯(lián)動(dòng)操作的液壓控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及挖掘機(jī)上控制吊桿和臂聯(lián)動(dòng)操作的液壓控制裝置，更具體地說，涉及一種適于控制吊桿和臂聯(lián)動(dòng)操作的，并且在挖掘機(jī)通過吊桿和臂聯(lián)動(dòng)操作進(jìn)行如裝載至卡車和平整土地等工作時(shí)可改善吊桿操作性能的液壓控制裝置。
背景技術(shù)：
液壓挖掘機(jī)具有前部的工作裝置，包括吊桿、臂和鏟斗，這些裝置可單獨(dú)動(dòng)作或通過從一個(gè)或多個(gè)液壓泵流出的液壓流進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，以實(shí)施各種操作如挖掘、平整土地、裝載貨物到卡車等。在此所用的術(shù)語“聯(lián)動(dòng)操作”表示兩個(gè)以上吊桿液壓缸、臂液壓缸和轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)同時(shí)動(dòng)作。
如現(xiàn)有技術(shù)中所知，傳統(tǒng)的液壓挖掘機(jī)包括液壓控制裝置，其一個(gè)實(shí)例如圖1所示。這種液壓控制裝置配置了具有吊桿高速、低速控制卷軸101a、101b和臂高速、低速控制卷軸103a、103b的控制閥，該閥可轉(zhuǎn)動(dòng)使得吊桿和臂根據(jù)所進(jìn)行的操作以較高速度(“高速”)或較低速度(“低速”)移動(dòng)。第一卷軸組的吊桿低速控制卷軸101b和臂高速控制卷軸103a與第一液壓泵P1(下文中稱“第一泵”)連通。第二卷軸組的吊桿高速控制卷軸101a和臂低速控制卷軸103b與第二液壓泵P1(下文中稱“第二泵”)連通。在臂液壓缸107或者吊桿液壓缸109以低速活動(dòng)時(shí)僅采用由液壓泵P1、P2之一產(chǎn)生的液壓流。相反地，由液壓泵P1產(chǎn)生的液壓流和從第二泵P2流出的液壓流匯合在一起以使得臂液壓缸107或吊桿液壓缸109高速運(yùn)作。液壓流的流動(dòng)的方向受各自的控制閥101a、101b、103a和103b控制。
同時(shí)，在吊桿末端裝配了有加固結(jié)構(gòu)和具有重型連接件的各種附屬裝置，如鏟斗等。這些增加了吊桿的重量，導(dǎo)致施加在吊桿液壓缸109上的負(fù)載壓力劇增。因而，在通過臂-吊桿聯(lián)動(dòng)操作進(jìn)行工作時(shí)，泵P1、P2產(chǎn)生的液壓流的大部分提供給負(fù)載壓力低于吊桿液壓缸109的臂液壓缸107，從而影響該吊桿的操作且因此難以按所需方式進(jìn)行聯(lián)動(dòng)操作。
具體地說，臂和吊桿充分延伸進(jìn)行土地平整操作時(shí)，吊桿液壓缸109的負(fù)載壓力提高很多，并且泵P1、P2產(chǎn)生的液壓流首先流入負(fù)載壓力較低的臂液壓缸107，這意味著吊桿液壓缸109未得到足夠量的液壓流，這可能會(huì)造成該臂突然墜于地面，使得挖掘機(jī)無法順暢地進(jìn)行土地平整操作。
為克服這種缺陷，如圖1所示的液壓控制裝置還包括壓力順序閥110，其設(shè)置在連接第二泵P2與位于吊桿高速控制卷軸101a下游的臂低速控制卷軸103b的并列并聯(lián)管線105上。在臂-吊桿進(jìn)行聯(lián)動(dòng)操作時(shí)，該壓力順序閥110用于調(diào)節(jié)或切斷并列并聯(lián)管線105以使泵P2的液壓流可先提供給吊桿高速控制卷軸101a，從而使得吊桿的動(dòng)作快于臂。
從圖1中可看出，壓力順序閥110為設(shè)有固定開啟范圍的恒定節(jié)流孔111并通過開關(guān)112的開閉來調(diào)節(jié)位置的電磁操作閥。用這種壓力順序閥110時(shí)，若操作者希望吊桿的動(dòng)作快于或慢于臂，需手動(dòng)操作開關(guān)112以對應(yīng)于所需的操作模式，使得操作者感到不便。
另外，當(dāng)壓力順序閥110轉(zhuǎn)換到恒定節(jié)流孔111的位置時(shí)，壓力順序閥110以固定的開啟范圍調(diào)節(jié)并聯(lián)管線105，這種情況下，該臂的操作速度隨吊桿液壓缸109的負(fù)載壓力變化而波動(dòng)。這將出現(xiàn)該臂末端的鏟斗不會(huì)在水平方向移動(dòng)，而將垂直地觸碰地面的問題，特別是在地面平整操作一開始時(shí)。
另一個(gè)挖掘機(jī)中用于控制臂-吊桿聯(lián)動(dòng)操作的液壓控制裝置的例子是公告號(hào)為2000-96629的日本專利公開的。該液壓控制裝置的設(shè)計(jì)中，當(dāng)挖掘機(jī)通過臂-吊桿聯(lián)動(dòng)操作進(jìn)行組合工作時(shí)，用于輔助提供第二泵的液壓流和第一液壓泵的液壓流與臂控制壓與吊桿控制壓之間的差成比例臂吊桿。根據(jù)2000-96629號(hào)公告中所公開的液壓控制裝置，由于吊桿的操作速度隨臂上的工作負(fù)載而變化，將會(huì)出現(xiàn)臂-吊桿聯(lián)動(dòng)操作不能順暢地進(jìn)行的情況。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)的液壓控制裝置固有的前述問題，因此本發(fā)明的目的是提供挖掘機(jī)上控制吊桿和臂聯(lián)動(dòng)操作的液壓控制裝置，當(dāng)通過吊桿和臂聯(lián)動(dòng)操作進(jìn)行工作時(shí)，吊桿的操作速度可根據(jù)任務(wù)的特性進(jìn)行相應(yīng)于吊桿操縱桿的操縱量的自動(dòng)控制，而與臂操作負(fù)荷無關(guān)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種挖掘機(jī)上控制吊桿和臂聯(lián)動(dòng)操作的液壓控制裝置，其在通過吊桿和臂聯(lián)動(dòng)操作進(jìn)行工作的情況下，允許操作者僅根據(jù)吊桿操縱桿的操縱量調(diào)整吊桿的操作速度而不管其它裝置的操縱量。
考慮到這種目的，本發(fā)明提供一種挖掘機(jī)上的控制吊桿和臂聯(lián)動(dòng)操作的液壓控制裝置，
包括第一液壓泵和第二泵；分別設(shè)置在從上游至下游串接的并列管線上的吊桿高速控制卷軸和臂低速控制卷軸，用于通過并列管線接收來自第一液壓泵的液壓流；分別設(shè)置在從上游至下游串接的并列管線上的吊桿低速控制卷軸和臂高速控制卷軸，用于通過并列管線接收來自第二液壓泵的液壓流；以及設(shè)置在并列管線上的吊桿壓力順序閥，用于連接第二泵和臂高速控制卷軸，調(diào)節(jié)并列管線以使得第二液壓泵提供給吊桿低速控制卷軸的液壓流優(yōu)先于臂高速控制卷軸，其中，吊桿壓力順序閥具有壓力接收部件，該部件通過吊桿上升控制線分出的吊桿順序控制信號(hào)線與吊桿控制閥保持連通，以及可變節(jié)流孔部件，該部件經(jīng)由吊桿順序控制信號(hào)管線傳達(dá)到壓力接收部件的吊桿順序控制信號(hào)的壓力幅值成比例地減小并列管線的開啟范圍。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，理想的吊桿壓力順序閥還具有緊接著可變節(jié)流孔部分之后設(shè)置的排放部分，用于當(dāng)?shù)鯒U順序控制信號(hào)壓力高于預(yù)定的壓力時(shí)保持并列管線的開啟范圍不變。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，還希望吊桿壓力順序閥還包括設(shè)置在吊桿順序控制信號(hào)線的選擇開關(guān)和選擇閥，通過打開/關(guān)閉選擇開關(guān)有選擇地開啟或關(guān)閉該吊桿順序控制信號(hào)線。
根據(jù)綜上所述的本發(fā)明，吊桿的操作速度可被自動(dòng)地控制同吊桿控制閥相關(guān)的吊桿控制桿的移動(dòng)距離相一致，從而使得裝載卡車和地面平整工作順利進(jìn)行而與臂的操作負(fù)荷無關(guān)。另外，本發(fā)明使挖掘機(jī)可通過操縱吊桿控制桿首先操縱吊桿進(jìn)行裝載卡車和地面平整工作，而不必進(jìn)行其他單獨(dú)的操作。


通過下面結(jié)合附圖的優(yōu)選實(shí)施例的描述，本發(fā)明的上述或其他目的、特性和優(yōu)點(diǎn)將更為明顯，附圖中圖1為現(xiàn)有技術(shù)的挖掘機(jī)中進(jìn)行吊桿和臂聯(lián)動(dòng)操作的液壓控制裝置中所采用的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的示意圖；圖2為本發(fā)明的挖掘機(jī)中進(jìn)行吊桿和臂聯(lián)動(dòng)操作的液壓控制裝置中所采用的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的示意圖；以及圖3為設(shè)置在本發(fā)明的液壓控制裝置中的吊桿壓力順序閥的開啟范圍與行程之間的關(guān)系曲線圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)參照附圖對根據(jù)本發(fā)明的挖掘機(jī)中進(jìn)行吊桿和臂聯(lián)動(dòng)操作的液壓控制裝置的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
圖2為本發(fā)明的液壓控制裝置的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。如圖2所示，本發(fā)明的液壓控制裝置設(shè)置有第一液壓泵P1(下文中稱為“第一泵”)和第二液壓泵P2(下文中稱為“第二泵”)。該液壓控制裝置還設(shè)置有控制閥，該控制閥包括吊桿高速控制卷軸5b，臂低速控制卷軸7a，吊桿低速控制卷軸5a和臂高速控制卷軸7b，每個(gè)卷軸通過以控制的方式將第一和第二液壓泵P1、P2產(chǎn)生的液壓流提供給吊桿液壓缸1和臂液壓缸3，用于控制吊桿液壓缸1和臂液壓缸3的活動(dòng)。
吊桿高速控制卷軸5b和臂低速控制卷軸7a分別串接設(shè)置在第一旁通管路9并通過并聯(lián)管線11、13與第一泵P1連通以接收來自第一泵P1的液壓流。通常的情況下，也就是，當(dāng)處在中間位置時(shí)，吊桿高速控制卷軸5b和臂低速控制卷軸7a使旁通管路9開啟并允許從第一泵P1流出的液壓流排放到液體箱。而且，并列并聯(lián)管線11、13由吊桿高速控制卷軸5b和臂低速控制卷軸7a保持隔開。
吊桿低速控制卷軸5a和臂低速控制卷軸7b分別串接設(shè)置在第一旁通管路10并通過并聯(lián)管線15、17與第二泵P2連通，用以接收來自第二泵P2的液壓流。通常的情況下，也就是，當(dāng)處在中間位置時(shí)，吊桿低速控制卷軸5a和臂高速控制卷軸7b使旁通管路10開啟并允許從第二泵P2流出的液壓流排放到液體箱。而且，并聯(lián)管線15、17由吊桿低速控制卷軸5a和臂高速控制卷軸7b保持隔開。
吊桿控制閥20與伺服泵P3連通并受控制桿20a控制。根據(jù)控制桿20a的移動(dòng)距離，吊桿控制閥20以液壓的形式產(chǎn)生吊桿高速控制信號(hào)和吊桿低速控制信號(hào)。更具體地說，若吊桿控制閥20的移動(dòng)距離低于預(yù)定的值，則吊桿控制閥20產(chǎn)生吊桿低速控制信號(hào)，而吊桿控制閥20根據(jù)控制桿20a增加的移動(dòng)距離產(chǎn)生增加壓力的吊桿高速控制信號(hào)。
從吊桿控制閥20輸出的吊桿低速控制信號(hào)通過吊桿上升控制線21作用于吊桿低速控制卷軸5a以將其移動(dòng)到吊桿上升位置。因而，第二泵P2的液壓流單獨(dú)提供給吊桿液壓缸1，從而以低速操作吊桿液壓缸1。與此相反，從吊桿控制閥20輸出的吊桿高速控制信號(hào)通過吊桿上升控制線21作用于吊桿高速控制卷軸5b，以及吊桿低速控制卷軸5a，以將其移動(dòng)到吊桿上升位置。這種情況下，第一泵P1的液壓流與第二泵P2的液壓流一起流過吊桿低速控制卷軸5a提供給吊桿液壓缸1，從而以高速操作吊桿液壓缸1。
同時(shí)，在連接第二泵P2和臂高速控制卷軸7b的并聯(lián)管線17上設(shè)置吊桿壓力順序閥25，根據(jù)吊桿順序控制信號(hào)壓的量值用以調(diào)節(jié)并聯(lián)管線17使得第二泵P2的液壓流先于臂高速控制卷軸7b提供給吊桿低速控制卷軸5a。
吊桿壓力順序閥25具有壓力接收部件25a，通過從吊桿上升控制線21分出的吊桿順序控制信號(hào)線27與吊桿控制閥20保持連通。而且，如圖3所示，吊桿壓力順序閥25具有可變節(jié)流孔部件X，用于根據(jù)通過吊桿順序控制信號(hào)線27傳到壓力接收部件25a的吊桿順序控制信號(hào)壓的量值減小并列管線17的開啟范圍。另外，吊桿壓力順序閥25具有接在可調(diào)節(jié)流孔部件X之后設(shè)置的排放部分Y，如圖3所示，用于當(dāng)?shù)鯒U順序控制信號(hào)壓力高于預(yù)定的壓力時(shí)減小并列管線17的開啟范圍并保持不變。
可以理解吊桿壓力順序閥25通常通過彈簧25b使可調(diào)節(jié)流孔部件X的具體部件與吊桿順序控制信號(hào)線27成直線而偏置。若吊桿順序控制信號(hào)壓力通過吊桿順序控制信號(hào)線27傳送到壓力接收部件25a，吊桿壓力順序閥25靠彈簧25b的偏置力移位而使排放部分Y與吊桿順序控制信號(hào)線27成直線。以這種方式使吊桿壓力順序閥25彈性偏置的彈簧25b具有如圖3所示的彈簧常數(shù)。從圖3可看出，在可調(diào)節(jié)流孔部件X，并列管線17的開啟范圍在開始階段急劇減小之后隨吊桿壓力順序閥25的行程加大而平緩減小。但是，在排放部分Y，并列管線17的開啟范圍最小化之后保持不變而與吊桿壓力順序閥25的行程無關(guān)。
如圖2所示，在操作時(shí)，若操作者輕輕地拉動(dòng)吊桿控制閥20的控制桿20a到最大行程以進(jìn)行低速吊桿-臂聯(lián)動(dòng)操作，與該控制桿20a的移動(dòng)距離對應(yīng)的吊桿低速控制信號(hào)作用于吊桿壓力順序閥25的壓力接收部件25a，以響應(yīng)吊桿壓力順序閥25不定地在可調(diào)節(jié)流孔部件X的某處節(jié)流并列管線17。這使得通過吊桿低速控制卷軸5a從第二泵提供給吊桿液壓缸1的液壓流大于通過臂高速控制卷軸7b饋入臂液壓缸3的液壓流，從而確保吊桿的動(dòng)作快于臂。
在這種情況下，若操作者以高速拉動(dòng)吊桿控制閥20的控制桿20a到最大行程，吊桿壓力順序閥25通過將吊桿高速控制信號(hào)加到壓力接收部件25a移向排放部分Y，從而使并列管線17的開啟范圍最小化并保持不變。這允許第二泵P2的液壓流在壓力不變的條件下通過吊桿低速控制卷軸5a提供給吊桿液壓缸1，從而增加吊桿的操作速度并防止懸掛在臂的鏟斗觸碰地面。
作為選擇，另外，在吊桿順序控制信號(hào)線27上設(shè)置選擇閥30，通過打開/關(guān)閉相關(guān)聯(lián)的選擇29開關(guān)有選擇地開啟或關(guān)閉該吊桿順序控制信號(hào)線27。當(dāng)進(jìn)行臂-吊桿聯(lián)動(dòng)操作需要先于臂操作吊桿時(shí)，例如，在吊桿操作須快于臂以進(jìn)行卡車裝載或地面平整，吊桿壓力順序閥25通過激活選擇開關(guān)29保持活動(dòng)狀態(tài)以使選擇閥30將吊桿順序控制信號(hào)線27打開。在其他情況，例如，在通常的挖掘中，液壓流根據(jù)吊桿的負(fù)載壓力分配給吊桿液壓缸1和臂液壓缸3。吊桿壓力順序閥25的功能通過使選擇開關(guān)29不動(dòng)作保持停滯狀態(tài)以使選擇閥30將吊桿順序控制信號(hào)線27關(guān)閉。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的液壓控制裝置，吊桿壓力順序閥可根據(jù)吊桿控制閥產(chǎn)生的吊桿控制信號(hào)的幅度值自動(dòng)地增加或減小吊桿的操作速度，即，控制閥控制桿的移動(dòng)距離。這使得吊桿和臂的聯(lián)動(dòng)操作容易控制并有助于改善挖掘機(jī)的聯(lián)動(dòng)操作性能，如裝載卡車和土地平整。
盡管在此所描述的是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，顯然對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言可在附后的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)進(jìn)行各種修改或變更。
權(quán)利要求
1.一種挖掘機(jī)上控制吊桿和臂聯(lián)動(dòng)操作的液壓控制裝置，包括第一液壓泵(P1)和第二液壓泵(P2)；分別設(shè)置在從上游至下游串接的并列管線(11，13)上的吊桿高速控制卷軸(5b)和臂低速控制卷軸(7a)，用于通過并列管線(11，13)接收來自第一液壓泵(P1)的液壓流；分別設(shè)置在從上游至下游串接的并列管線(15，17)上的吊桿低速控制卷軸(5a)和臂高速控制卷軸(7b)，用于通過并列管線(15，17)接收來自第二液壓泵(P2)的液壓流；以及設(shè)置在并列管線(17)上的吊桿壓力順序閥(25)，用于連接第二泵(P2)和臂高速控制卷軸(7b)，調(diào)節(jié)并列管線(17)以使得第二液壓泵(P2)提供給吊桿低速控制卷軸(5a)的液壓流優(yōu)先于臂高速控制卷軸(7b)，其中，吊桿壓力順序閥(25)具有壓力接收部件(25a)，該部件通過吊桿上升控制線(21)分出的吊桿順序控制信號(hào)線(27)與吊桿控制閥(20)保持連通，以及可變節(jié)流孔部件(X)，該部件經(jīng)由吊桿順序控制信號(hào)線(27)傳達(dá)到壓力接收部件(25a)的吊桿順序控制信號(hào)的壓力幅值成比例地減小并列管線(17)的開啟范圍。
2.如權(quán)利要求1所述的液壓控制裝置，其特征在于，所述的吊桿壓力順序閥(25)還包括緊接著可調(diào)孔口部分(X)設(shè)置的排放部分(Y)，用于當(dāng)?shù)鯒U順序控制信號(hào)壓力高于預(yù)定的壓力時(shí)保持并列管線(17)的開啟范圍恒定。
3.如權(quán)利要求1或2任一項(xiàng)中所述的液壓控制裝置，其特征在于，還包括設(shè)置在吊桿順序控制信號(hào)線(27)上的選擇開關(guān)(29)和選擇閥(30)，通過打開/關(guān)閉選擇開關(guān)(29)有選擇地開啟或關(guān)閉吊桿順序控制信號(hào)線(27)。
全文摘要
一種挖掘機(jī)上控制吊桿和臂的聯(lián)動(dòng)操作的液壓控制裝置，包括設(shè)置在并列管線上的吊桿低速控制卷軸和臂高速控制卷軸，它們通過并列管線接收來自第二液壓泵的液壓流。吊桿壓力順序閥設(shè)置在并列管線上連接第二液壓泵和臂高速控制卷軸相互連接，用于調(diào)節(jié)并列管線以使該泵提供給吊桿低速控制卷軸的液壓流優(yōu)先于臂高速控制卷軸。吊桿壓力順序閥具有壓力接收部件，該部件通過吊桿順序控制信號(hào)線與吊桿控制閥保持連通，還具有可變節(jié)流孔部件，該部件可根據(jù)傳達(dá)到壓力接收部件的吊桿順序控制信號(hào)的壓力幅值成比例地減小并列管線的開啟范圍。
文檔編號(hào)E02F9/22GK1789572SQ20051013203
公開日2006年6月21日 申請日期2005年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月16日
發(fā)明者金容彩 申請人:斗山英維高株式會(huì)社