一種采用變徑平衡液壓缸的動(dòng)臂節(jié)能系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)械領(lǐng)域，尤其涉及一種采用變徑平衡液壓缸的動(dòng)臂節(jié)能系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]液壓挖掘機(jī)在工作過程中，動(dòng)臂上下擺動(dòng)比較頻繁，液壓挖掘機(jī)工作裝置重量重、慣性大，為防止動(dòng)臂液壓缸上腔因動(dòng)臂下降過快而產(chǎn)生吸空，一般通過主閥節(jié)流來調(diào)速，但減速制動(dòng)時(shí)工作裝置大量的位能絕大部分在主閥節(jié)流口轉(zhuǎn)化為熱能，不僅造成了能量浪費(fèi)，還會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)溫度上升和液壓元器件壽命的降低。
[0003]部分液壓挖掘機(jī)設(shè)置蓄能裝置來解決上述問題，但其蓄能液壓缸所提供的平衡力均會(huì)較大幅度變化，而挖掘機(jī)動(dòng)臂下放所回饋的力和上升所需要的力相對(duì)穩(wěn)定，系統(tǒng)能量回收效率和系統(tǒng)平穩(wěn)性均有待進(jìn)一步改進(jìn):動(dòng)臂下降時(shí)，隨著蓄能器充液壓力逐漸增大，蓄能液壓缸的平衡力從小過渡到大。在初始充液時(shí)蓄能器的壓力較小，相當(dāng)部分勢(shì)能通過節(jié)流轉(zhuǎn)化為熱能；動(dòng)臂上升時(shí)，蓄能器放液壓力逐漸減小，蓄能液壓缸所提供的輔助力較大幅度減小，原動(dòng)臂液壓缸的力相應(yīng)增大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種采用變徑平衡液壓缸的動(dòng)臂節(jié)能系統(tǒng)。本發(fā)明在動(dòng)臂下降過程中所提供的平衡力基本不變，當(dāng)動(dòng)臂下降時(shí)，蓄能腔中的壓力以小增量穩(wěn)定的升高，而變徑平衡液壓缸的面積則由大到小，保證變徑平衡液壓缸輸出力基本穩(wěn)定，充分吸收動(dòng)臂所回饋的能量，提高能量回收效率和系統(tǒng)平穩(wěn)性；當(dāng)動(dòng)臂上升時(shí)，在蓄能腔放液壓力逐漸減小，而變徑平衡液壓缸的面積則由小到大變徑平衡液壓缸活塞伸出，為動(dòng)臂提供穩(wěn)定附加力，實(shí)現(xiàn)所回收能量的高效再利用。
[0005]為達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0006]—種采用變徑平衡液壓缸的動(dòng)臂節(jié)能系統(tǒng)，包括變徑平衡液壓缸、第一原動(dòng)臂液壓缸和第二原動(dòng)臂液壓缸；第一原動(dòng)臂液壓缸的無桿腔與第二原動(dòng)臂液壓缸的無桿腔連通；第一原動(dòng)臂液壓缸的有桿腔與第二原動(dòng)臂液壓缸的有桿腔連通；變徑平衡液壓缸連接有壓力表；變徑平衡液壓缸包括殼體，殼體內(nèi)設(shè)有彈性隔膜，彈性隔膜下方設(shè)有具有傾斜面的推桿，推桿連接有活塞；活塞連接有活塞桿；彈性隔膜上方為蓄能腔；彈性隔膜與活塞之間為第一調(diào)節(jié)腔；活塞下方為第二調(diào)節(jié)腔；第一調(diào)節(jié)腔與第二調(diào)節(jié)腔連通。
[0007]進(jìn)一步的改進(jìn)，所述第一調(diào)節(jié)腔和第二調(diào)節(jié)腔均與低壓油箱連通。
[0008]進(jìn)一步的改進(jìn)，所述推桿通過連桿連接活塞。
[0009]進(jìn)一步的改進(jìn)，所述推桿為半球形。
[0010]本發(fā)明在動(dòng)臂下降過程中所提供的平衡力基本不變，此時(shí)蓄能腔中的壓力以小增量穩(wěn)定的升高，而變徑平衡液壓缸的有效壓力面積則由大到小，保證變徑平衡液壓缸輸出力基本穩(wěn)定，充分吸收勢(shì)能所回饋的能量，提高能量回收效率和系統(tǒng)平穩(wěn)性；當(dāng)動(dòng)臂上升時(shí)，在蓄能腔放液壓力逐漸減小，而變徑平衡液壓缸伸出，面積則由小到大，為動(dòng)臂提供穩(wěn)定附加力，實(shí)現(xiàn)所回收能量的高效再利用。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為變徑平衡液壓缸的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]實(shí)施例1
[0014]如圖1和圖2所示的一種采用變徑平衡液壓缸的動(dòng)臂節(jié)能系統(tǒng)，包括變徑平衡液壓缸3、第一原動(dòng)臂液壓缸1和第二原動(dòng)臂液壓缸4 ;第一原動(dòng)臂液壓缸1的無桿腔與第二原動(dòng)臂液壓缸4的無桿腔連通；第一原動(dòng)臂液壓缸1的有桿腔與第二原動(dòng)臂液壓缸4的有桿腔連通；變徑平衡液壓缸3連接有壓力表2 ;變徑平衡液壓缸3包括殼體31，殼體31內(nèi)設(shè)有彈性隔膜32，彈性隔膜32下方設(shè)有具有傾斜面的推桿34，推桿34連接有活塞33 ;活塞33連接有活塞桿；彈性隔膜32上方為蓄能腔38 ;彈性隔膜32與活塞33之間為第一調(diào)節(jié)腔37 ;活塞33下方為第二調(diào)節(jié)腔36 ;第一調(diào)節(jié)腔37與第二調(diào)節(jié)腔36連通。
[0015]變徑平衡液壓缸3的一端(活塞桿)鉸接在在挖掘機(jī)動(dòng)臂的銷軸上，另一端鉸接在挖掘機(jī)轉(zhuǎn)臺(tái)的銷軸上。
[0016]第一調(diào)節(jié)腔37和第二調(diào)節(jié)腔36均與低壓油箱連通。推桿34通過連桿35連接活塞33。推桿34為半球形，也可為倒置的圓錐形或其它具有斜面的形狀。
[0017]本發(fā)明的原理是活塞33受到壓力，帶動(dòng)推桿34上移，壓縮彈性隔膜32，使彈性隔膜32上方的蓄能腔38的壓強(qiáng)增大，進(jìn)行蓄能。推桿34壓縮彈性隔膜32的同時(shí)被彈性隔膜32逐漸包裹，彈性隔膜32與推桿34側(cè)壁的接觸面給予推桿34斜向上的力，以抵消部分彈性隔膜32對(duì)推桿34上表面的壓力。隨著推桿34逐步壓縮彈性隔膜32，陷入彈性隔膜32越深，給予推桿34斜向上的力越大，即隨著壓強(qiáng)的增大，彈性隔膜32對(duì)推桿34的有效壓力面積逐漸變小，實(shí)現(xiàn)變徑。從而維持對(duì)活塞33推力的穩(wěn)定性。第一調(diào)節(jié)腔37受壓時(shí)，體積減小，使內(nèi)部的液壓油(或其它液體或氣體等)流通往第二調(diào)節(jié)腔36或低壓油箱，使得彈性隔膜32可進(jìn)行形變。
[0018]本動(dòng)臂節(jié)能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)節(jié)能的具體工作原理如下:
[0019]⑴下放
[0020]動(dòng)臂下放時(shí)。變徑平衡液壓缸3的活塞收縮，將重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為壓力能儲(chǔ)存到蓄能腔38中，實(shí)現(xiàn)能量的高效回收和保證系統(tǒng)的平穩(wěn)性。
[0021](2)上升
[0022]動(dòng)臂上升時(shí)，蓄能腔38釋放壓力能，為動(dòng)臂的上升提供穩(wěn)定輔助力，實(shí)現(xiàn)所回收能量的高效再利用。
[0023]以上實(shí)例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種采用變徑平衡液壓缸的動(dòng)臂節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，包括變徑平衡液壓缸(3)、第一原動(dòng)臂液壓缸(1)和第二原動(dòng)臂液壓缸(4);第一原動(dòng)臂液壓缸(1)的無桿腔與第二原動(dòng)臂液壓缸(4)的無桿腔連通；第一原動(dòng)臂液壓缸(1)的有桿腔與第二原動(dòng)臂液壓缸(4)的有桿腔連通；變徑平衡液壓缸(3)連接有壓力表(2);變徑平衡液壓缸(3)包括殼體(31)，殼體(31)內(nèi)設(shè)有彈性隔膜(32)，彈性隔膜(32)下方設(shè)有具有傾斜面的推桿(34)，推桿(34)連接有活塞(33);活塞(33)連接有活塞桿;彈性隔膜(32)上方為蓄能腔(38);彈性隔膜(32)與活塞(33)之間為第一調(diào)節(jié)腔(37);活塞(33)下方為第二調(diào)節(jié)腔(36);第一調(diào)節(jié)腔(37)與第二調(diào)節(jié)腔(36)連通。2.如權(quán)利要求1所述的采用變徑平衡液壓缸的動(dòng)臂節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，所述第一調(diào)節(jié)腔(37)和第二調(diào)節(jié)腔(36)均與低壓油箱連通。3.如權(quán)利要求1所述的采用變徑平衡液壓缸的動(dòng)臂節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，所述推桿(34)通過連桿(35)連接活塞(33)。4.如權(quán)利要求1所述的采用變徑平衡液壓缸的動(dòng)臂節(jié)能系統(tǒng)，其特征在于，所述推桿(34)為半球形。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種采用變徑平衡液壓缸的動(dòng)臂節(jié)能系統(tǒng)，包括變徑平衡液壓缸、第一原動(dòng)臂液壓缸和第二原動(dòng)臂液壓缸；第一原動(dòng)臂液壓缸的無桿腔與第二原動(dòng)臂液壓缸的無桿腔連通；第一原動(dòng)臂液壓缸的有桿腔與第二原動(dòng)臂液壓缸的有桿腔連通；變徑平衡液壓缸連接有壓力表；變徑平衡液壓缸包括殼體，殼體內(nèi)設(shè)有彈性隔膜，彈性隔膜下方設(shè)有具有傾斜面的推桿，推桿連接有活塞；活塞連接有活塞桿；彈性隔膜上方為蓄能腔；彈性隔膜與活塞之間為第一調(diào)節(jié)腔；活塞下方為第二調(diào)節(jié)腔；第一調(diào)節(jié)腔與第二調(diào)節(jié)腔連通。本發(fā)明能為動(dòng)臂提供穩(wěn)定附加力，實(shí)現(xiàn)所回收能量的高效再利用。
【IPC分類】E02F3/42
【公開號(hào)】CN105421510
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510931209
【發(fā)明人】張樹忠, 江吉彬, 唐一文, 練國(guó)富, 曾壽金, 葉建華
【申請(qǐng)人】福建工程學(xué)院
【公開日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2015年12月14日