專利名稱：一種用于防止液壓挖掘機(jī)動臂意外下落的液壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液壓挖掘機(jī)的動臂，尤其與防止液壓挖掘機(jī)動臂的意外下落的機(jī)構(gòu)有關(guān)。
背景技術(shù)：
目前出于安全需要，在挖掘機(jī)及挖掘裝載機(jī)舉升機(jī)器中必須安裝防管路破裂閥，以防止動臂在工作過程中因意外下落引發(fā)安全事故。對于小型液壓挖掘機(jī)系統(tǒng)，由于工作油缸流量較小，有標(biāo)準(zhǔn)的管路防破裂閥可以選用。如圖I所示，為德國博世力士樂公司的MHRB系列產(chǎn)品I的原理示意圖。圖中各接口·含義如下A 口連接液壓系統(tǒng)的控制閥；C 口連接油缸進(jìn)油口；Pp為控制油口，由控制手柄給出控制信號；Dr 為測壓口；X為過載報(bào)警點(diǎn)。工作過程如下油缸在舉升動作時，Pp 口無控制油供給，油液流向從A 口經(jīng)二次壓力閥11到C 口。保持舉升位置時，從C 口到A 口無泄漏封閉。油缸正常下降時，由Pp提供控制油，打開帶防泄漏閉鎖閥的主閥芯12，油液由C流向A，閉鎖閥12的閥口的過流面積是隨控制壓力升高按比例逐漸增大。當(dāng)出現(xiàn)管道破裂時，相當(dāng)于A 口突然失壓，此時閉鎖閥12的閥口的過流面積隨控制壓力減小按比例減小，下降速度的增加小于原下降速度的10%，避免了出現(xiàn)失速情況。此類閉鎖閥12的標(biāo)準(zhǔn)通徑只有16、22兩種規(guī)格。適用于油缸工作流量小于400L/min的工況。對于油缸工作流量大于400L/min的工況，甚至更大流量工況，例如工作油缸流量大于2000L/min的工況，目前市場沒有標(biāo)準(zhǔn)商品液壓部件銷售。各主機(jī)廠隨機(jī)配套的均為針對特定機(jī)型特別設(shè)計(jì)的專用液壓部件。理論上講，通過增大閉鎖閥12的通徑，選擇適合的彈簧，改進(jìn)閉鎖閥12的結(jié)構(gòu)有可能實(shí)現(xiàn)通過大于400升/分鐘，甚至更大的流量。但這相當(dāng)于重新設(shè)計(jì)閉鎖閥12，二次研發(fā)費(fèi)用高，且市場上不通用。另外，對于流量大于1000升/分鐘的工況，從滑閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來說，它的閥口壓降、響應(yīng)時間等性能比較差，會帶來相應(yīng)的安全隱患。圖2是目前另一種防止動臂意外下落的專用液壓部件2的原理示意圖?？梢钥闯?，它的特點(diǎn)是，采用了二個具有液控單向閥功能的部件21、22并聯(lián)安裝于動臂油缸20 ;部件2U22可實(shí)現(xiàn)在動臂油缸20供油管破裂時防止動臂下落的功能；它的控制油來源于一個遠(yuǎn)程控制油泵23，通過一個遠(yuǎn)程的電磁閥24控制。這種方案能夠防止動臂意外下落，但也有如下的不足之處
I、單缸使用兩套部件21、22，系統(tǒng)復(fù)雜，并存在二個部件21、22能否同步開啟的問題；2、如果遠(yuǎn)程控制泵23或遠(yuǎn)程電磁閥24本身或連接管路出現(xiàn)故障，在故障排除前動臂不能被放到安全位置，存在安全隱患。3、由于采用遠(yuǎn)程控制，在需要響應(yīng)速度快的場合，可能會影響到響應(yīng)的速度。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的為提供一種適應(yīng)大流量工況、造價低、無需二次開發(fā)、易于維護(hù)且結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、使用可靠的用于防止液壓挖掘機(jī)動臂意外下落的液壓裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下 一種用于防止液壓挖掘機(jī)動臂意外下落的液壓裝置，包括一閥板，所述閥板安裝在液壓挖掘機(jī)的動臂油缸上，并加工有閥板內(nèi)油路，該油路包括第一通口與第二通口，所述第一通口通過管路連通所述挖掘機(jī)的系統(tǒng)油路，所述第二通口直接連通所述動臂液壓缸的大腔；一插裝閥組件，所述插裝閥組件安裝在所述閥板上，并通訊連接所述挖掘機(jī)的控制系統(tǒng)，所述插裝閥組件連通設(shè)置在所述第一通口與第二通口之間的閥板內(nèi)油路，所述插裝閥組件在所述控制系統(tǒng)的控制下連通或阻斷所述第一通口與第二通口之間的油路；一第一測壓裝置，所述第一測壓裝置連通所述第一通口，并通訊連接所述挖掘機(jī)的控制系統(tǒng)。進(jìn)一步，所述插裝閥組件包括插裝閥蓋板，所述插裝閥蓋板安裝在所述閥板上，所述插裝閥蓋板上設(shè)置有多條通路；二通插裝閥，所述二通插裝閥安裝在所述閥板內(nèi)部孔道中，并通過所述插裝閥蓋板固定，所述二通插裝閥主油路連通設(shè)置在所述第一通口與第二通口之間的閥板內(nèi)油路；先導(dǎo)控制電磁閥，所述先導(dǎo)控制電磁閥安裝在所述插裝閥蓋板上，并通過所述插裝閥蓋板上的多條通路分別連通所述二通插裝閥上的控制油路及油箱，所述先導(dǎo)控制電磁閥通訊連接所述挖掘機(jī)的控制系統(tǒng)。進(jìn)一步，所述第一通口數(shù)量為2個，所述2個第一通口之間并聯(lián)設(shè)置。進(jìn)一步，所述閥板內(nèi)油路還包括一第三通口，所述第三通口通過管路連通所述動臂液壓缸的小腔，所述第三通口連通所述閥板內(nèi)油路的通路上連通設(shè)置有一安全閥。進(jìn)一步，所述第二通口上連接設(shè)置有一第二測壓裝置，所述第三通口上連接設(shè)置有一第三測壓裝置。進(jìn)一步，所述安全閥的壓力設(shè)定值為400bar。本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明采用插裝閥組件與第一測壓裝置，第一測壓裝置采集第一通口的壓力數(shù)據(jù)，并傳送到挖掘機(jī)的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)通過插裝閥組件控制液壓挖掘機(jī)油缸大腔油路的通斷，從而在動臂管路發(fā)生故障時防止動臂快速下落，該結(jié)構(gòu)適應(yīng)大流量工況、造價低、無需二次開發(fā)、易于維護(hù)，另外本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、使用可靠，宜于推廣使用，有很強(qiáng)的市場價值。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明圖I為德國博世力士樂公司的MHRB系列產(chǎn)品的原理示意圖；圖2為目前另一種防止動臂意外下落的專用液壓部件的原理示意圖；圖3為本發(fā)明的用于防止液壓挖掘機(jī)動臂意外下落的液壓裝置的原理示意圖；圖4為本發(fā)明的用于防止液壓挖掘機(jī)動臂意外下落的液壓裝置的軸側(cè)示意圖；圖5為本發(fā)明的用于防止液壓挖掘機(jī)動臂意外下落的液壓裝置的主視示意圖；圖6為本發(fā)明的用于防止液壓挖掘機(jī)動臂意外下落的液壓裝置的俯視示意圖； 圖7為本發(fā)明的用于防止液壓挖掘機(jī)動臂意外下落的液壓裝置的左視示意圖；圖8為本發(fā)明的用于防止液壓挖掘機(jī)動臂意外下落的液壓裝置的右視示意圖；圖9為本發(fā)明的用于防止液壓挖掘機(jī)動臂意外下落的液壓裝置的仰視示意圖；圖10為本發(fā)明的用于防止液壓挖掘機(jī)動臂意外下落的液壓裝置的后視示意圖。
具體實(shí)施例方式體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點(diǎn)的典型實(shí)施例將在以下的說明中詳細(xì)敘述。應(yīng)理解的是本發(fā)明能夠在不同的實(shí)施例上具有各種的變化，其皆不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的說明及附圖在本質(zhì)上是當(dāng)作說明之用，而非用以限制本發(fā)明。如圖3-圖10所示，本發(fā)明的用于防止液壓挖掘機(jī)動臂意外下落的液壓裝置3包括一閥板31、一插裝閥組件32、一第一測壓裝置331、一第二測壓裝置332、一第三測壓裝置333及一安全閥34。圖4-圖10中，為示出第一測壓裝置331、第二測壓裝置332和第三測壓裝置333，只示出了連接相應(yīng)測壓裝置的接口，該接口標(biāo)以相應(yīng)測壓裝置的序號。閥板31安裝在液壓挖掘機(jī)的動臂(圖中未示出)上，由45鋼鍛件加工而成，它的外形尺寸為長495X寬350X高275。閥板31上加工有閥板內(nèi)油路，該油路包括第一通口311、第二通口 312與第三通口 313。其中，第一通口 311為并聯(lián)設(shè)置的2個出口，均通過管路連通挖掘機(jī)的系統(tǒng)油路；第二通口 312為一個，直接連通動臂液壓缸30的大腔301 ;第三通口 313為一個，通過短管連通動臂液壓缸30的小腔302。在閥板31與動臂油缸30連接的面上，加工有一個高25mm的臺階，上面加工有O型圈35的安裝溝槽(位于第二通口 312)。加工臺階的目的是避免在安裝過程中閥板31與動臂油缸30缸底干涉，同時減小閥板31與動臂油缸30的接觸面積，有利于減小閥板31重量，有利于增加閥板31與動臂油缸30之間密封的可靠性。本發(fā)明中，O形圈35數(shù)量為I件，型號為PRP232/69. 44X3. 53/N70，安裝于閥板31表面的O型圈溝槽內(nèi)。插裝閥組件32包括插裝閥蓋板321、二通插裝閥322與先導(dǎo)控制電磁閥323。插裝閥蓋板321安裝在閥板31上，插裝閥蓋板321上設(shè)置有多條通路。二通插裝閥322安裝在閥板31內(nèi)部孔道中，并通過插裝閥蓋板321固定，二通插裝閥321主油路連通設(shè)置在第一通口 311與第二通口 312之間的閥板31內(nèi)油路。先導(dǎo)控制電磁閥323安裝在插裝閥蓋板321上，并通過插裝閥蓋板321上的多條通路分別連通二通插裝閥322上的控制油路及油箱。先導(dǎo)控制電磁閥323通訊連接挖掘機(jī)的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)控制先導(dǎo)控制電磁閥323得電、失電，先導(dǎo)控制電磁閥323通過得失電改變二通插裝閥322的控制油路的方向，從而控制二通插裝閥322主油路的通斷，以實(shí)現(xiàn)連通或阻斷第一通口 311與第二通口 312之間的油路。本發(fā)明中，二通插裝閥322可采用力士樂標(biāo)準(zhǔn)二通插件，數(shù)量I件，型號LC80A05E6X。插裝閥蓋板321可采用力士樂標(biāo)準(zhǔn)二通插裝閥蓋板，數(shù)量I件，型號LFA80WEA-6X/A12P12T12。先導(dǎo)控制電磁閥 323 數(shù)量 I 件，型號M_3SEW10U1X/420MG24N9K4。第一測壓裝置331連通第一通口 311，并通訊連接挖掘機(jī)的控制系統(tǒng)，用于檢測連接動臂油缸30大腔301的管路壓力。第二測壓裝置332連通第二通口 312，并通訊連接挖掘機(jī)的控制系統(tǒng)，用于檢測動臂油缸30大腔301的壓力。第三測壓裝置333連通第三通口313，并通訊連接挖掘機(jī)的控制系統(tǒng)，用于檢測動臂油缸30小腔302的壓力。本發(fā)明中的第一測壓裝置331、第二測壓裝置332及第三測壓裝置333的接口螺紋均為G1/4，位于閥板31的表面上，包括測壓接頭與壓力傳感器。安全閥34連通設(shè)置在第三通口 313連通閥板31內(nèi)油路的通路上，用于限定動臂 油缸30大腔301與小腔302之間的最大壓力值，本發(fā)明中該壓力設(shè)定值為400bar。本發(fā)明中，安全閥34數(shù)量為I件，型號為DBDS20P1X-400E，安裝于閥板31的表面。下面以舉升動臂為例說明本發(fā)明工作過程舉升動臂時，油液從動臂油缸30大腔301的供油管輸入第一通口 311，并通過油路進(jìn)入二通插裝閥322，此時先導(dǎo)控制電磁閥323通電，進(jìn)入二通插裝閥322的油液依靠油壓頂開二通插裝閥322的閥芯，從而通過第二通口 312進(jìn)入動臂油缸30的大腔301，動臂油缸30的小腔302通過P 口連通系統(tǒng)油路進(jìn)行回油，此時動臂油缸30的活塞桿固定不動，因此動臂向上舉升。如果出現(xiàn)大腔301與小腔302之間壓力差超過400bar的情況時，安全閥34開啟，以平衡大腔301與小腔302之間壓力。在舉升動臂過程中發(fā)生供油管破裂時，第一測壓裝置331檢測到第一通口 311壓力快速下降，并將該信息傳輸?shù)酵诰驒C(jī)的控制系統(tǒng)，挖掘機(jī)的控制系統(tǒng)發(fā)出指令，使得先導(dǎo)控制電磁閥323斷電，先導(dǎo)控制電磁閥323在彈簧力作用下?lián)Q位，壓力油液通過先導(dǎo)控制電磁閥323的油路進(jìn)入二通插裝閥322閥芯上腔，將閥芯壓下，從而使得二通插裝閥322主油路斷開，即第一通口 311與第二通口 312之間油路斷開，從而大腔301的油液不會外泄，使得動臂保持原位不動。液壓挖掘機(jī)工作時，動臂共存在以下四種工況I、動臂靠自重下放；2、動臂在鏟斗觸地后繼續(xù)下放；3、靠動力源舉升動臂；4、動臂保持舉升位置。在以上四種工況中，第一與第三種工況均為動態(tài)過程，第四種工況為靜態(tài)過程。在上述三個工況下，如果出現(xiàn)動臂油缸30大腔301的供油管意外破裂，將導(dǎo)致第一通口 311的壓力急速下降，如無防護(hù)會導(dǎo)致動臂快速落下，從而損壞設(shè)備甚至帶來人員傷亡。在第二種工況，因?yàn)閯颖鬯鶖y帶鏟斗已與地面接觸，此時，動臂油缸30小腔302壓力增大，大腔301壓力減小，約等于回油管路背壓。此時即便發(fā)生動臂油缸30大腔301管路意外破裂，也不會對設(shè)備產(chǎn)生最嚴(yán)重傷害。由上述說明可知，本發(fā)明的用于防止液壓挖掘機(jī)動臂意外下落的液壓裝置3主要針對第一、第三和第四種工況起作用。具體控制方法如下所述
在液壓挖掘機(jī)工作時，第一測壓裝置331、第二測壓裝置332和第三測壓裝置333分別檢測動臂油缸30大腔301供油管、動臂油缸30大腔301和動臂油缸30小腔302的壓力，并為挖掘機(jī)的控制系統(tǒng)提供上述的實(shí)時壓力信號，此信號用于對系統(tǒng)狀態(tài)的監(jiān)測與控制。在第一和第三種工況,先導(dǎo)控制電磁閥323初始狀態(tài)為保持供電,第一通口 311與第二通口 312之間的油路被打開并保持暢通。第一種工況時油液由第二通口 312流向第一通口 311 ;第三種工況時油液由第一通口 311流向第二通口 312。上述二種情況下，動臂油缸30大腔301將存在由于克服動臂機(jī)構(gòu)自重而產(chǎn)生的基準(zhǔn)壓力匕。并且可通過第一測壓裝置331和第二測壓裝置332監(jiān)測到具體數(shù)值。當(dāng)連接第一通口 311的外部管道出現(xiàn)意外破裂時，第一通口 311的壓力會出現(xiàn)急速的降低，挖掘機(jī)的控制系統(tǒng)通過第一測壓裝置331檢測到第一通口 311壓力遠(yuǎn)低于基準(zhǔn)壓力Ptl，啟動電控系統(tǒng)程序立即切斷先導(dǎo)控制電磁閥323的供電，從而切斷第一通口 311與第二通口 312之間的油路，使動臂基本保持在斷電前的位置上。在第四種工況，將始終保持第一通口 311與第二通口 312之間的油路處于斷電狀態(tài)，以使動臂保持在要求的位置上。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)就是采用了標(biāo)準(zhǔn)的插裝閥組件32，可以適用于超大流量工況，而不必要采用專門定制的元件。同時可對系統(tǒng)各工況進(jìn)行有效的監(jiān)控。它的通用性好，可適用于最高至4000升每分鐘的流量范圍。本發(fā)明具有可擴(kuò)展性，如果將先導(dǎo)控制電磁閥323換成比例控制閥，可以更精確地實(shí)現(xiàn)控制。本發(fā)明的閥板31使用標(biāo)準(zhǔn)刀具加工，制造精度易于保證。整體技術(shù)經(jīng)濟(jì)性優(yōu)良。另外，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、造價低、無需二次開發(fā)、易于維護(hù)、使用可靠，宜于推廣使用，有很強(qiáng)的市場價值。本發(fā)明的技術(shù)方案已由優(yōu)選實(shí)施例揭示如上。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識到在不脫離本發(fā)明所附的權(quán)利要求所揭示的本發(fā)明的范圍和精神的情況下所作的更動與潤飾，均屬本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于防止液壓挖掘機(jī)動臂意外下落的液壓裝置，其特征在于，包括 ー閥板，所述閥板安裝在液壓挖掘機(jī)的動臂油缸上，并加工有閥板內(nèi)油路，該油路包括第一通ロ與第二通ロ，所述第一通ロ通過管路連通所述挖掘機(jī)的系統(tǒng)油路，所述第二通ロ直接連通所述動臂液壓缸的大腔； ー插裝閥組件，所述插裝閥組件安裝在所述閥板上，并通訊連接所述挖掘機(jī)的控制系統(tǒng)，所述插裝閥組件連通設(shè)置在所述第一通ロ與第二通ロ之間的閥板內(nèi)油路，所述插裝閥組件在所述控制系統(tǒng)的控制下連通或阻斷所述第一通ロ與第二通ロ之間的油路； 一第一測壓裝置，所述第一測壓裝置連通所述第一通ロ，并通訊連接所述挖掘機(jī)的控制系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求I所述的用于防止液壓挖掘機(jī)動臂意外下落的液壓裝置，其特征在干，所述插裝閥組件包括 插裝閥蓋板，所述插裝閥蓋板安裝在所述閥板上，所述插裝閥蓋板上設(shè)置有多條通路； 二通插裝閥，所述二通插裝閥安裝在所述閥板內(nèi)部孔道中，并通過所述插裝閥蓋板固定，所述二通插裝閥主油路連通設(shè)置在所述第一通ロ與第二通ロ之間的閥板內(nèi)油路； 先導(dǎo)控制電磁閥，所述先導(dǎo)控制電磁閥安裝在所述插裝閥蓋板上，并通過所述插裝閥蓋板上的多條通路分別連通所述二通插裝閥上的控制油路及油箱，所述先導(dǎo)控制電磁閥通訊連接所述挖掘機(jī)的控制系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要求I所述的用于防止液壓挖掘機(jī)動臂意外下落的液壓裝置，其特征在干，所述第一通口數(shù)量為2個，所述2個第一通ロ之間并聯(lián)設(shè)置。
4.如權(quán)利要求I所述的用于防止液壓挖掘機(jī)動臂意外下落的液壓裝置，其特征在干，所述閥板內(nèi)油路還包括一第三通ロ，所述第三通ロ通過管路連通所述動臂液壓缸的小腔，所述第三通ロ連通所述閥板內(nèi)油路的通路上連通設(shè)置有一安全閥。
5.如權(quán)利要求4所述的用于防止液壓挖掘機(jī)動臂意外下落的液壓裝置，其特征在干，所述第二通ロ上連接設(shè)置有一第二測壓裝置，所述第三通ロ上連接設(shè)置有一第三測壓裝置。
6.如權(quán)利要求4所述的用于防止液壓挖掘機(jī)動臂意外下落的液壓裝置，其特征在干，所述安全閥的壓カ設(shè)定值為400bar。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于防止液壓挖掘機(jī)動臂意外下落的液壓裝置，包括一閥板、一插裝閥組件及一第一測壓裝置，閥板安裝在液壓挖掘機(jī)的動臂油缸上，并加工有閥板內(nèi)油路，該油路包括第一通口與第二通口，第一通口通過管路連通挖掘機(jī)的系統(tǒng)油路，第二通口直接連通動臂液壓缸的大腔；插裝閥組件安裝在閥板上，并通訊連接挖掘機(jī)的控制系統(tǒng)，插裝閥組件連通設(shè)置在第一通口與第二通口之間的閥板內(nèi)油路，插裝閥組件在控制系統(tǒng)的控制下連通或阻斷第一通口與第二通口之間的油路；第一測壓裝置連通第一通口，并通訊連接挖掘機(jī)的控制系統(tǒng)。本發(fā)明采用插裝閥組件與第一測壓裝置，可適應(yīng)大流量工況、造價低、無需二次開發(fā)、易于維護(hù)。
文檔編號E02F9/22GK102852186SQ20121036466
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月27日
發(fā)明者郭世英 申請人:太原重工股份有限公司