[發明專利]液控振動挖掘機挖力的控制方法及專用伺服閥

無效

• 申請號: 201110031041.3
• 申請日: 2011-01-28
• 公開（公告）號: CN102146690A
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發明（設計）人: 席建中;范慶益;韓成春
• 申請（專利權）人: 徐州工程學院
• 主分類號: E02F9/20
• 分類號: E02F9/20;E02F9/22;F15B11/02;F15B13/02
• 代理公司: 徐州市淮海專利事務所 32205
• 代理人: 華德明

技術領域

本發明設計一種工程機械挖力的控制方法,特別是一種液控振動挖掘機挖力的控制方法及專用伺服閥。

現有技術

液壓挖掘機作為多功能工程機械，廣泛應用于農田水利、建筑工程、能源交通以及現代化軍事工程等領域，也是工程機械中的能耗大戶。傳統工程機械(包括液壓挖掘機)的能量利用率很低，僅僅為20%左右。

國內外對節能技術研究主要致力于改進動力和傳動系統以及優化動力匹配等問題，達到高效節能及減小環境污染的目的。但其技術的主要思想只能是內部挖潛，并沒有實質性的改變其挖掘機的工作受力，即挖力矩與配重力矩平衡而產生的靜態挖力。因此當外界阻力大于最大靜態挖掘力時，挖掘機將無能為力，其結果降低了挖掘工作效率，增加了能量消耗。

發明內容

本發明的目的是要提供一種液控振動挖掘機挖力的控制方法及專用伺服閥,解決當外界阻力大于最大靜態挖掘力時，挖掘機將無能為力，其結果降低了挖掘工作效率，增加了能量消耗的問題。

本發明的目的是這樣實現的:該工程機械挖力控制有控制方法和專用伺服閥；

控制方法為：控制油路通過控制油路口P_kQ_k發出液能脈沖信號到脈沖液壓執行部件，脈沖液壓執行部件推動伺服閥芯左移，伺服閥芯的環形閥口A-A打開,同時環形閥口B-B關閉，主油路的液壓油經過主油路口PQ通過環形閥口A-A進入耐沖擊液壓缸的左腔，推動耐沖擊液壓缸的活塞桿向右移產生沖擊力；該右移的沖擊力通過反饋裝置將伺服閥芯向右拉回復位；同時，該右移的沖擊力被振動放大器放大振幅形成瞬間大的動態沖擊挖力，并與靜態挖力疊加作用在挖斗的斗齒上，完成液控振動挖力方法的控制。

控制裝置為：

該伺服閥包括伺服閥體、伺服閥芯、脈沖液壓執行部件、反饋裝置和耐沖擊液壓缸，伺服閥芯位于伺服閥體內，在伺服閥體的一端連接有脈沖液壓執行部件，在伺服閥體的另一端通過反饋裝置與耐沖擊液壓缸連接。

所述的伺服閥體上有主油路口、主油路出口和回油口，回油口通過管道與油箱連接，在主油路口的二側有回油口，在主油路口的另一側有主油路出口，在伺服閥體的一端有脈沖液壓執行部件；主油路口通過管道與泵站連接。

所述的脈沖液壓執行部件內有脈沖油缸、脈沖軸芯和脈沖活塞，脈沖軸芯和脈沖活塞位于脈沖油缸內，脈沖活塞連接在脈沖軸芯上，在脈沖液壓缸的端部有控制油路口，脈沖軸芯與伺服閥芯的軸連接；在脈沖活塞與脈沖油缸內壁之間有脈沖復位彈簧，脈沖復位彈簧套接在脈沖軸芯上；控制油路口通過管道與泵站連接。

所述的伺服閥芯中心有軸，在軸上有三個軸肩，第二軸肩位于的伺服閥體上的主油路口處，第二軸肩與主油路口之間構成兩個環形閥口為環形閥口A-A和環形閥口B-B，伺服閥芯的軸一端通過反饋裝置與耐沖擊液壓缸組件的一端連接；伺服閥芯的軸的另一端與脈沖液壓執行部件的軸相連接。

所述的耐沖擊液壓缸有缸體、活塞和活塞桿，活塞和活塞桿均位于缸體內，在活塞的二側均連接有活塞桿，活塞桿均穿出缸體，活塞桿的一端與反饋裝置連接，活塞桿的另一端通過振動放大器為功率輸出軸。

所述的反饋裝置為反饋剛體連桿；或者所述的反饋裝置為液壓反饋閥，液壓反饋閥的控制端位于耐沖擊液壓缸的一端的運動軌跡上，在耐沖擊液壓缸的另一端的運動軌跡上有脈沖控制閥的控制端，液壓反饋閥的進油口與主油路口相連接，液壓反饋閥的出油口與伺服閥芯軸的另一端連接，液壓反饋閥的回油口接油箱；主油路通過主油路口同時與脈沖控制閥的進油口連接，脈沖控制閥的出油口與脈沖液壓缸的端部的控制油路口連接，脈沖控制閥的回油口接油箱；或者所述的反饋裝置為脈沖液壓反饋裝置，包括液壓變量馬達和左右滑動構件，液壓變量馬達的輸入端與控制油路連接，液壓變量馬達的輸出軸與左右滑動構件的一端連接，左右滑動構件的另一端與伺服閥芯的軸一端連接。

所述的泵站包括主油路口、控制油路口、油箱、精濾油網、穩流量高壓齒輪泵、預壓單向閥和調壓閥，穩流量高壓齒輪泵的輸入端通過精濾油網接油箱，穩流量高壓齒輪泵的輸出端通過預壓單向閥與主油路口連通，穩流量高壓齒輪泵的輸出端同時通過調壓閥接油箱，穩流量高壓齒輪泵的輸出端還與控制油路口連接。

有益效果，由于采用了上述方案，徹底改變了現有各種類型的挖掘機挖力控制方法。該類控制方法是以加大整機的重量、配重完成靜態擠壓式挖力控制,它適用較松軟地面施工。而新方案以振動沖擊學作為理論基礎與專用液壓伺服放大系統有機結合，形成液控振動沖擊新的挖力控制方法。

如下式: