專利名稱：挖掘機上控制吊桿與旋架聯(lián)動的液壓控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制挖掘機聯(lián)動操作的液壓控制裝置，更具體地說，涉及一種當(dāng)挖掘機通過吊桿和旋架聯(lián)動操作進行如裝載至卡車操作、平整土地操作等諸如此類的工作時，用于控制吊桿和旋架聯(lián)動操作增加轉(zhuǎn)動力矩以促使旋架的轉(zhuǎn)動操作順利進行的液壓控制裝置。
背景技術(shù)：
液壓挖掘機具有前部工作裝置，包括吊桿、臂和鏟斗，這些裝置可單獨動作或通過從一個或多個液壓泵流出的液壓流進行聯(lián)動，以實施各種聯(lián)動操作如挖掘操作、土地平整操作、裝載貨物到卡車等等。在此所用的術(shù)語“聯(lián)動操作”表示挖掘機的操作同時由兩個或兩個以上的吊桿液壓缸、臂液壓缸和轉(zhuǎn)動馬達(dá)完成。
如現(xiàn)有技術(shù)中所知，傳統(tǒng)的液壓挖掘機包括液壓控制裝置。這種液壓控制裝置配置了具有吊桿第一速度控制卷軸和吊桿第二速度控制卷軸和臂第一速度控制卷軸和臂第二速度控制卷軸的控制閥，該閥可轉(zhuǎn)動使得吊桿和臂根據(jù)所進行的操作以較低速度(“第一速度”)或較高速度(“第二速度”)移動。
屬于第一卷軸組的吊桿第二速度控制卷軸和臂第一速度控制卷軸與主液壓泵連通，而屬于第二卷軸組的吊桿第一速度控制卷軸和臂第二速度控制卷軸與次液壓泵連通。在第一速度時，僅有一個液壓泵產(chǎn)生的液壓流用于驅(qū)動吊桿液壓缸或臂液壓缸。與此相反，在第二速度時，主液壓泵和次液壓泵產(chǎn)生的液壓流匯合在一起以驅(qū)動吊桿液壓缸或臂液壓缸。
更具體地說，參照圖1，現(xiàn)有技術(shù)的液壓控制裝置具有第一液壓泵P1和第二液壓泵P2，各自產(chǎn)生用于液壓控制裝置的液壓流。該液壓控制裝置還配置有控制閥100，用于控制第一液壓泵P1和第二液壓泵P2供給吊桿液壓缸105和臂液壓缸107的液壓流?？刂崎y100包括由吊桿第二速度控制卷軸101B和臂第一速度控制卷軸103A組成的第一控制卷軸組100A，和由吊桿第一速度控制卷軸101A和臂第二速度控制卷軸103B組成的第二控制卷軸組100B。第一控制卷軸組100A中還包括轉(zhuǎn)動控制卷軸109，用于控制轉(zhuǎn)動馬達(dá)120的動作。
換句話說，轉(zhuǎn)動控制卷軸109、吊桿第二速度控制卷軸101B和臂第一速度控制卷軸103A以指定的順序分別從上游到下游設(shè)置在第一支路110上，以通過并聯(lián)管線111、112、113接收來自第一泵P1的液壓流。吊桿第一速度控制卷軸101A和臂第二速度控制卷軸103B按指定的順序分別從上游到下游設(shè)置在第二支路115上，以通過并聯(lián)管線116、117接收來自第二泵P2的液壓流。
再參照圖1，第一液壓泵P1的液壓流分流給轉(zhuǎn)動控制卷軸109和吊桿第二速度控制卷軸101B從而以第二速度驅(qū)動轉(zhuǎn)動馬達(dá)120和吊桿液壓缸105。而吊桿第二速度控制卷軸101B和吊桿第一速度控制卷軸101A通過匯合管線112連接到吊桿液壓缸105，以致于第一液壓泵P1的液壓流和第二液壓泵P2的液壓流分別通過吊桿第二速度控制卷軸101B和吊桿第一速度控制卷軸101A后匯合于匯合管線112。止回閥123設(shè)置在匯合管線112上，以允許流過吊桿第二速度控制卷軸101B的液壓流通過該匯合管線112提供給吊桿液壓缸105，但防止流過吊桿第一速度控制卷軸101A的液壓流流向吊桿第二速度控制卷軸101B。
這類液壓控制裝置中，在吊桿液壓缸105和轉(zhuǎn)動馬達(dá)120同時動作期間，吊桿和旋架聯(lián)動操作的起始階段的轉(zhuǎn)動驅(qū)動壓大于吊桿驅(qū)動壓。這導(dǎo)致第一液壓泵P1的液壓流先流入吊桿液壓缸105，因而平衡了吊桿液壓缸105的驅(qū)動壓和轉(zhuǎn)動馬達(dá)120的驅(qū)動壓。
轉(zhuǎn)動馬達(dá)120與安全閥125一起用于限制提供給轉(zhuǎn)動馬達(dá)的液壓流的壓力低于預(yù)定值。在轉(zhuǎn)動馬達(dá)120驅(qū)使旋架獨自移動時，其他操作組件停止不動，轉(zhuǎn)動驅(qū)動壓增加到如圖2a的線A1所示的安全閥125的安全壓力值時，，轉(zhuǎn)動力矩就如圖2b的線A2所示的那樣達(dá)到最大，從而使得轉(zhuǎn)動操作順暢進行。
但是，在吊桿和旋架聯(lián)動操作的情況下，轉(zhuǎn)動驅(qū)動壓不是劇增到最大值而是保持與如圖2a的線B1所示的吊桿驅(qū)動壓的值相等，，這意味著轉(zhuǎn)動力矩不能達(dá)到如圖2b的線B2所示的最大值。這使得在吊桿和旋架聯(lián)動操作中，比吊桿需要更大力矩的旋架的移動是困難的。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)中液壓控制裝置的前述問題和其他固有缺陷，因此本發(fā)明的目的是提供挖掘機上控制吊桿和旋架聯(lián)動操作的液壓控制裝置，以在聯(lián)動操作在斜坡上進行，如進行卡車裝載操作、土地平整操作等類似工作時，提高轉(zhuǎn)動壓至預(yù)定的轉(zhuǎn)動安全壓力值，從而使旋架便利移動。
考慮到這種目的，本發(fā)明提供一種挖掘機上控制吊桿和旋架聯(lián)動操作的液壓控制裝置，包括第一液壓泵和第二液壓泵；分別設(shè)置在并列管線上的轉(zhuǎn)動控制卷軸和吊桿第二速度控制卷軸，用于通過該并列管線接收來自第一泵的液壓流；吊桿第一速度控制卷軸，用于接收來自第二泵的液壓流；由第一泵通過轉(zhuǎn)動控制卷軸提供的液壓流驅(qū)動的轉(zhuǎn)動馬達(dá)；由第一和第二泵通過吊桿第二速度控制卷軸和吊桿第一速度控制卷軸提供的液壓流驅(qū)動的吊桿液壓缸；輔助壓力控制閥，用于提供輔助壓力壓以移動轉(zhuǎn)動控制卷軸；吊桿第一速度控制卷軸和吊桿第二速度控制卷軸，和匯合管線，用于匯合來自吊桿第二速度控制卷軸的液壓流和來自吊桿第一速度控制卷軸的液壓流，其特征在于，還包括設(shè)置在匯合管線上的轉(zhuǎn)動壓力順序控制閥，且其具有用于減小通過匯合管線提供給吊桿液壓缸的液壓流的可變節(jié)流孔；和轉(zhuǎn)動壓力順序控制線，用于連接轉(zhuǎn)動壓力順序控制閥的壓力接收部件和輔助壓力控制閥的轉(zhuǎn)動控制輔助壓力信號線，以使轉(zhuǎn)動壓力順序控制閥的可變節(jié)流孔的開啟范圍與輔助壓力控制閥的轉(zhuǎn)動控制輔助壓力值成比例減小。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，理想的轉(zhuǎn)動壓力順序控制閥的可變節(jié)流孔部分還包括可變節(jié)流孔部件，用于與轉(zhuǎn)動壓力順序控制線上的轉(zhuǎn)動控制輔助壓力的壓力值成比例地減小開啟范圍，和緊接著可變節(jié)流孔部件之后設(shè)置的排放部分，用于保持開啟范圍不變。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，理想的液壓控制裝置轉(zhuǎn)動壓力順序控制管線還包括選擇開關(guān)和設(shè)置在轉(zhuǎn)動壓力順序控制線上的選擇閥，選擇閥用于選擇開啟或關(guān)閉該轉(zhuǎn)動壓力順序控制線，以響應(yīng)選擇開關(guān)的啟動或關(guān)閉。
綜上所述，本發(fā)明在吊桿和旋架聯(lián)動操作時，若需要產(chǎn)生大于吊桿驅(qū)動壓的轉(zhuǎn)動驅(qū)動壓，例如，若挖掘機通過同時移動吊桿和旋架在斜坡上進行卡車裝載操作，操作者可操作或打開選擇開關(guān)以增加轉(zhuǎn)動驅(qū)動壓或轉(zhuǎn)動力矩至最大值，特別是在吊桿和旋架聯(lián)動操作的起始階段，從而使得在斜坡上卡車裝載操作順暢進行。同時，在平地上進行吊桿和旋架聯(lián)動操作時，選擇開關(guān)不啟動或關(guān)閉，以致于吊桿移動與旋架移動可根據(jù)加到吊桿液壓缸和轉(zhuǎn)動馬達(dá)的驅(qū)動壓進行控制，而非采用上述的轉(zhuǎn)動壓力順序控制。


下面通過結(jié)合附圖的優(yōu)選實施例的描述，本發(fā)明的上述或其他目的、特性和優(yōu)點將更為明顯，其中圖1為現(xiàn)有技術(shù)的挖掘機中進行吊桿和旋架聯(lián)動操作的液壓控制裝置中所采用的液壓傳動系統(tǒng)的示意圖；圖2a為在旋架單獨移動和吊桿和旋架聯(lián)動兩種情況下的轉(zhuǎn)動驅(qū)動壓變化的示意圖；圖2b為在旋架單獨移動和吊桿和旋架聯(lián)動兩種情況下的轉(zhuǎn)動驅(qū)動力矩變化的示意圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的挖掘機中進行吊桿和旋架聯(lián)動操作的液壓控制裝置中所采用的液壓傳動系統(tǒng)的示意圖；以及圖4為本發(fā)明的液壓控制裝置中設(shè)置的轉(zhuǎn)動壓力順序閥的開啟范圍與行程之間關(guān)系的曲線圖。
具體實施例方式
現(xiàn)參照附圖對根據(jù)本發(fā)明的挖掘機中進行吊桿和旋架聯(lián)動操作的液壓控制裝置的優(yōu)選實施例進行詳細(xì)描述。
圖3為本發(fā)明的液壓控制裝置的一個實施例的示意圖。如圖3所示，本發(fā)明的液壓控制裝置設(shè)置有第一液壓泵P1和第二液壓泵P2，各自用于產(chǎn)生液壓控制裝置中所需的液壓流。從第一和第二液壓泵P1、P2中釋放出的液壓流由控制閥10直接控制，然后再分配到各種液壓傳動裝置，如轉(zhuǎn)動馬達(dá)1，吊桿液壓缸3和臂液壓缸5，以受控方式驅(qū)動它們。轉(zhuǎn)動安全閥2設(shè)置在連接轉(zhuǎn)動馬達(dá)1和第一液壓泵P1的液壓管線上。
控制閥10包括用于控制轉(zhuǎn)動馬達(dá)1驅(qū)動的轉(zhuǎn)動控制卷軸13；以較低速度(“第一速度”)驅(qū)動吊桿液壓缸3的吊桿第一速度控制卷軸11A；以較高速度(“第二速度”)驅(qū)動吊桿液壓缸3的吊桿第二速度控制卷軸11B；以第一速度驅(qū)動臂液壓缸5的臂第一速度控制卷軸12A；和以第二速度驅(qū)動臂液壓缸5的臂第二速度控制卷軸12B。
轉(zhuǎn)動控制卷軸13，吊桿第二速度控制卷軸11B和臂第一速度控制卷軸12A按指定的順序分別從上游到下游設(shè)置在第一支路15，并通過并列管線16、17、18分別連接到第一液壓泵P1。通常，第一液壓泵P1的液壓流通過第一支路15排入貯液槽。
吊桿第一速度控制卷軸11A和臂第二速度控制卷軸12B按指定的順序分別從上游到下游設(shè)置在第一支路19，并通過并列管線20，21連接到第二液壓泵P2。通常，第二液壓泵P2的液壓流通過第二支路19排入貯液槽。
吊桿第二速度控制卷軸11B和吊桿第一速度控制卷軸11A的排出口共同連接到匯合管線25，并通過該匯合管線25與吊桿液壓缸3連通。
設(shè)置輔助壓力控制閥24，在操縱桿24A控制下，減小輔助壓力泵P3釋放出的液壓流的壓力，然后再提供輔助壓力信號給每個控制卷軸11A、11B、12A、12B和13。
若輔助壓力控制閥24同時發(fā)出吊桿第一速度控制信號和吊桿第二速度控制信號，以使以第二速度驅(qū)動吊桿液壓缸3，如圖3所示，吊桿第一速度控制卷軸11A和吊桿第二速度控制卷軸11B移向左邊。這確保第一液壓泵P1的液壓流和第二液壓泵P2的液壓流分別流過吊桿第二速度控制卷軸11B和吊桿第一速度控制卷軸11A，并在匯合管線25中匯合在一起，匯合后的液壓流提供給吊桿液壓缸3使其以第二速度驅(qū)動。
在匯合管線25上設(shè)置轉(zhuǎn)動壓力順序控制閥30，用于按照輔助壓力控制閥24提供的轉(zhuǎn)動控制輔助壓力的壓力值成比例地減小通過匯合管線25供給吊桿液壓缸3的液壓流。
轉(zhuǎn)動壓力順序控制閥30具有壓力接收部件30a，可變節(jié)流孔31和止回閥32。該轉(zhuǎn)動壓力順序控制閥30的壓力接收部件30a通過轉(zhuǎn)動壓力順序控制管線27和轉(zhuǎn)動控制信號線26與輔助壓力控制閥24相連接，以使其可從輔助壓力控制閥24接收轉(zhuǎn)動控制信號壓。
轉(zhuǎn)動壓力順序控制閥30的可變節(jié)流孔31具有可變節(jié)流孔部件X，用于與轉(zhuǎn)動壓力順序控制線27上的輔助壓力控制閥的轉(zhuǎn)動控制輔助壓力的壓力值成比例地減小開啟范圍，和緊接著可變節(jié)流孔部件X之后設(shè)置的排放部分Y，用于保持開啟范圍不變。
因此，若操作輔助壓力控制閥24并產(chǎn)生轉(zhuǎn)動控制信號壓，以使旋架單獨移動或吊桿和旋架聯(lián)動操作，轉(zhuǎn)動控制信號壓作用于控制閥10的轉(zhuǎn)動控制卷軸13，與此同時，通過轉(zhuǎn)動壓力順序控制管線27，轉(zhuǎn)動控制信號壓也作用于轉(zhuǎn)動壓力順序控制閥30的壓力接收部件31a。
由于輔助壓力控制閥24的轉(zhuǎn)動操縱桿24A較大程度上受控，轉(zhuǎn)動控制信號壓SW1、SW2的增加量通過轉(zhuǎn)動壓力順序控制管線27加到轉(zhuǎn)動壓力順序控制閥30的壓力接收部件31a，以響應(yīng)轉(zhuǎn)動壓力順序控制閥30移到可變節(jié)流孔31的開啟范圍減小的位置。這會減小與第二液壓泵P2的液壓流在匯合管線25上匯合的第一液壓泵P1的液壓流。因此，通過轉(zhuǎn)動控制卷軸13提供給轉(zhuǎn)動馬達(dá)1的液壓流適當(dāng)?shù)卦黾?，因而轉(zhuǎn)動驅(qū)動壓變得大于吊桿驅(qū)動壓，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)動馬達(dá)以及與其相連的旋架更快地移動。
可以理解轉(zhuǎn)動壓力順序控制閥30通常由彈簧向上偏置，其可變節(jié)流孔部件X的具體部件與轉(zhuǎn)動壓力順序控制管線27成直線。若轉(zhuǎn)動順序控制信號壓通過轉(zhuǎn)動壓力順序控制管線27傳送到壓力接收部件30a，該轉(zhuǎn)動壓力順序控制閥30向彈簧偏置力的反向移動，這樣排放部分Y與轉(zhuǎn)動壓力順序控制管線27成直線。轉(zhuǎn)動壓力順序控制閥30回彈偏置彈簧具有如圖3所示的彈簧常數(shù)。從圖3中可看出，對于可變節(jié)流孔部件X，轉(zhuǎn)動壓力順序控制閥30的開啟范圍在開始階段急劇減小之后隨轉(zhuǎn)動壓力順序控制閥30的行程加大而平緩減小。但是，對于排放部分Y，轉(zhuǎn)動壓力順序控制閥30的開啟范圍最小化之后保持不變而與轉(zhuǎn)動壓力順序控制閥30的行程無關(guān)。
在轉(zhuǎn)動壓力順序控制管線27上設(shè)置選擇閥29，用于有選擇地開啟或關(guān)閉該轉(zhuǎn)動壓力順序控制管線27，以響應(yīng)與該選擇閥29電連接的選擇開關(guān)28的驅(qū)動或關(guān)閉。
若操作者驅(qū)動選擇開關(guān)28進行轉(zhuǎn)動順序控制操作，該選擇閥29將打開轉(zhuǎn)動壓力順序控制管線27從而可進行轉(zhuǎn)動順序控制。相反，若選擇開關(guān)28關(guān)閉以進行吊桿和旋架聯(lián)動操作，該選擇閥29將關(guān)閉轉(zhuǎn)動壓力順序控制管線27從而使轉(zhuǎn)動順序控制功能喪失。這樣可通過通常所加的驅(qū)動壓來驅(qū)動吊桿液壓缸3和轉(zhuǎn)動馬達(dá)1。
現(xiàn)更詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的液壓控制裝置的操作。
若為完成在斜坡上進行卡車裝載等操作，操作者希望同時操作吊桿和旋架，接通選擇開關(guān)28從而開啟轉(zhuǎn)動壓力順序控制管線27。接著，同時操縱輔助壓力控制閥24的轉(zhuǎn)動操縱桿24A和吊桿操縱桿24B以使輔助壓力控制閥24產(chǎn)生轉(zhuǎn)動控制信號壓和吊桿控制信號壓。
所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動控制信號壓使轉(zhuǎn)動控制閥13向左或右移動以致于轉(zhuǎn)動馬達(dá)1在第一液壓泵P1提供的液壓流的驅(qū)動下正向或反向轉(zhuǎn)動。與此同時，轉(zhuǎn)動控制信號壓通過轉(zhuǎn)動壓力順序控制管線27傳送到轉(zhuǎn)動壓力順序控制閥30的壓力接收部件30a，從而使轉(zhuǎn)動壓力順序控制閥30向下移動，如圖3所示。這樣轉(zhuǎn)動壓力順序控制閥30的可變節(jié)流孔31可減小與第二液壓泵P2的液壓流在匯合管線25上匯合的第一液壓泵P1的液壓流。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的液壓控制裝置，轉(zhuǎn)動壓力順序控制閥自適應(yīng)地，根據(jù)輔助壓力控制閥產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動控制信號壓的值，亦即輔助壓力控制閥的操縱程度，成比例地增加或減小旋架的移動速度。這使得操作者可更方便地控制吊桿和旋架聯(lián)動操作，并有助于改善比吊桿操作需要更大力矩的轉(zhuǎn)動操作的性能，尤其是利用吊桿和旋架聯(lián)動操作的優(yōu)點在斜坡進行卡車裝載操作的情況下。
盡管在此所描述的是本發(fā)明的優(yōu)選實施例，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)進行各種修改或變更。
權(quán)利要求
1.一種挖掘機上控制吊桿和旋架聯(lián)動操作的液壓控制裝置，包括第一液壓泵和第二泵(P1，P2)；分別設(shè)置在并列管線上的轉(zhuǎn)動控制卷軸(13)和吊桿第二速度控制卷軸(11B)，用于通過該并列管線接收來自第一泵(P1)的液壓流；吊桿第一速度控制卷軸(11A)，用于接收來自第二泵(P2)的液壓流；轉(zhuǎn)動馬達(dá)(1)由第一泵(P1)通過轉(zhuǎn)動控制卷軸(13)提供的液壓流驅(qū)動，吊桿液壓缸(3)由第一和第二泵(P1，P2)分別通過吊桿第二速度控制卷軸(11B)和吊桿第一速度控制卷軸(11A)提供的液壓流驅(qū)動；輔助壓力控制閥(24)，用于提供輔助壓力以移動轉(zhuǎn)動控制卷軸(13)、吊桿第一速度控制卷軸(11A)和吊桿第二速度控制卷軸(11B)；和匯合管線(25)，用于匯合來自吊桿第二速度控制卷軸(11B)的液壓流和來自吊桿第一速度控制卷軸(11A)的液壓流，其特征在于，還包括設(shè)置在匯合管線(25)的轉(zhuǎn)動壓力順序控制閥(30)，且其具有用于減小通過匯合管線(25)提供給吊桿液壓缸(3)的液壓流的可變節(jié)流孔(31)；和轉(zhuǎn)動壓力順序控制線(27)，用于連接與轉(zhuǎn)動壓力順序控制閥(30)的壓力接收部件和輔助壓力控制閥(24)的轉(zhuǎn)動控制輔助壓力信號線，以使轉(zhuǎn)動壓力順序控制閥(30)的可變節(jié)流孔(31)的開啟范圍與輔助壓力控制閥(24)的轉(zhuǎn)動控制輔助壓力的壓力值成比例減小。
2.如權(quán)利要求1所述的液壓控制裝置，其中，轉(zhuǎn)動壓力順序控制閥(30)的可變節(jié)流孔(31)包括可變節(jié)流孔部件(X)，用于與轉(zhuǎn)動壓力順序控制線(27)上的轉(zhuǎn)動控制輔助壓力的壓力值成比例地減小開啟范圍，和緊接著可變節(jié)流孔部件(X)之后設(shè)置的排放部分(Y)，用于保持開啟范圍恒定。
3.如權(quán)利要求1所述的液壓控制裝置，還包括選擇開關(guān)(28)和設(shè)置在轉(zhuǎn)動壓力順序控制線(27)上的選擇閥(29)，選擇閥(29)用于選擇開啟或關(guān)閉該轉(zhuǎn)動壓力順序控制線(27)以響應(yīng)選擇開關(guān)(28)的啟動或關(guān)閉。
4.如權(quán)利要求2所述的液壓控制裝置，還包括選擇開關(guān)(28)和設(shè)置在轉(zhuǎn)動壓力順序控制線(27)上的選擇閥(29)，選擇閥(29)用于選擇開啟或關(guān)閉該轉(zhuǎn)動壓力順序控制線(27)以響應(yīng)選擇開關(guān)(28)的啟動或關(guān)閉。
全文摘要
一種液壓控制裝置，包括第一泵和第二泵，吊桿第二速度控制卷軸，轉(zhuǎn)動馬達(dá)，吊桿液壓缸，輔助壓力控制閥，和匯合管線，用于匯合來自吊桿第二速度控制卷軸的液壓流和來自吊桿第一速度控制卷軸的液壓流。設(shè)置在匯合管線上的轉(zhuǎn)動壓力順序控制閥具有用于減小由匯合管線提供給吊桿液壓缸的液壓流的可變節(jié)流孔；并且，轉(zhuǎn)動壓力順序控制線連接該轉(zhuǎn)動壓力順序控制閥的壓力接收部件和輔助壓力控制閥的轉(zhuǎn)動控制輔助壓力信號線，這樣，轉(zhuǎn)動壓力順序控制閥的可變節(jié)流孔的開啟范圍與輔助壓力控制閥的轉(zhuǎn)動控制輔助壓力的壓力值成比例減小。
文檔編號E02F9/20GK1793531SQ20051013224
公開日2006年6月28日 申請日期2005年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月22日
發(fā)明者金容彩 申請人:斗山英維高株式會社