[實(shí)用新型]一種液壓挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)力矩限制裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220169897.7
• 申請(qǐng)日: 2012-04-19
• 公開（公告）號(hào): CN202577438U
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 遲永濱;馮豪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): E02F9/22
• 分類號(hào): E02F9/22
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 齊榮坤

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及挖掘機(jī)械領(lǐng)域，具體是一種液壓挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)力矩限制裝置。

背景技術(shù)

如圖1所示，液壓挖掘機(jī)主要由下車部分1、回轉(zhuǎn)裝置2、上部轉(zhuǎn)臺(tái)3及工作裝置組成。工作裝置主要包括動(dòng)臂油缸4、動(dòng)臂5、斗桿油缸6、斗桿7、鏟斗油缸8、鏟斗9及搖臂連桿機(jī)構(gòu)。液壓挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)裝置采用液壓驅(qū)動(dòng)技術(shù)，由發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)液壓泵提供液壓動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)通過減速機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)挖掘機(jī)上部轉(zhuǎn)臺(tái)3旋轉(zhuǎn)。上部轉(zhuǎn)臺(tái)3與工作裝置聯(lián)接，帶動(dòng)工作裝置旋轉(zhuǎn)。挖掘時(shí)，斗桿油缸6和鏟斗油缸7驅(qū)動(dòng)斗桿7和鏟斗8運(yùn)動(dòng)進(jìn)行挖掘，動(dòng)臂油缸4驅(qū)動(dòng)動(dòng)臂5進(jìn)行輔助挖掘，回轉(zhuǎn)裝置處于液壓制動(dòng)狀態(tài)，保證工作裝置在確定的位置進(jìn)行有效的挖掘作業(yè)。

如圖2所示，液壓挖掘機(jī)的回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)，主要包括液壓馬達(dá)1、主控?fù)Q向閥5、先導(dǎo)操縱閥6、過載補(bǔ)油閥組，其中過載補(bǔ)油閥組由單向閥2和過載閥3組成，先導(dǎo)操縱閥6由2個(gè)先導(dǎo)閥和操縱手柄構(gòu)成。工作時(shí)，搬動(dòng)先導(dǎo)閥的操縱手柄打開先導(dǎo)閥，驅(qū)動(dòng)主控?fù)Q向閥5移位到左位或右位使液壓油進(jìn)入并驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)1旋轉(zhuǎn)，通過減速機(jī)構(gòu)7，驅(qū)動(dòng)上部轉(zhuǎn)臺(tái)繞回轉(zhuǎn)齒圈8左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)。例如主控?fù)Q向閥5移位至左位時(shí)，由液壓泵(圖中未標(biāo)示)來的油通過管路P經(jīng)主控?fù)Q向閥5進(jìn)入右側(cè)的油路，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)1旋轉(zhuǎn)，排出的油經(jīng)左側(cè)油路經(jīng)主控?fù)Q向閥5回到油箱。油的工作壓力為液壓系統(tǒng)安全閥設(shè)定壓力和回轉(zhuǎn)系統(tǒng)過載閥3調(diào)定壓力兩者中的較小值，驅(qū)動(dòng)力矩為Mq＝M·(η1·η2·η3)，式中：M為理論回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)力矩，η1為液壓馬達(dá)的效率，η2為液壓系統(tǒng)效率，η3為減速機(jī)構(gòu)的效率。制動(dòng)時(shí)，先導(dǎo)閥手柄回到中位，主控?fù)Q向閥5回到中位，液壓馬達(dá)1在慣性力驅(qū)動(dòng)下變成泵，泵出的油打開左側(cè)過載閥3回油到油箱4，右側(cè)單向閥2打開補(bǔ)油進(jìn)入馬達(dá)1，此時(shí)的壓力為過載閥3的調(diào)定壓力，由于效率值的作用，制動(dòng)力矩遠(yuǎn)大于啟動(dòng)力矩，液壓制動(dòng)力矩為：Mz＝M/(η1·η2·η3)；啟動(dòng)力矩與制動(dòng)力矩的比值C＝Mq/Mz＝(η1·η2·η3)2。一般軸向柱塞馬達(dá)的總效率η1＝0.8～0.9，假定取η1＝0.9；η2＝0.95；η3＝0.95；則C＝0.63。一般制動(dòng)力矩Mz比啟動(dòng)力矩Mq大60％左右。圖2所示回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)中的Mz是由Mq決定的，兩者成一定比例關(guān)系。Mq是根據(jù)回轉(zhuǎn)性能要求設(shè)計(jì)的，按照保證足夠的回轉(zhuǎn)速度、加速度和最小的回轉(zhuǎn)時(shí)間來設(shè)計(jì)Mq，而Mz雖然也影響回轉(zhuǎn)時(shí)間，但實(shí)際上為了防止制動(dòng)時(shí)較大制動(dòng)力會(huì)引起震動(dòng)，常采用節(jié)流緩沖的方法干預(yù)制動(dòng)加速度來減緩沖擊，因此Mz主要是一個(gè)被確定量，不是人為追求的理想值。

如圖3所示，為挖掘作業(yè)時(shí)鏟斗的載荷狀況。當(dāng)斗桿或鏟斗挖掘作業(yè)時(shí)，主控?fù)Q向閥5在中位封住油路，馬達(dá)1被液壓制動(dòng)，此時(shí)上部轉(zhuǎn)臺(tái)處于靜態(tài)制動(dòng)狀態(tài)，最大的靜態(tài)制動(dòng)力矩為Mz。挖掘時(shí)，鏟斗常會(huì)出現(xiàn)偏載的情況，若鏟斗一側(cè)的斗刃碰到障礙物時(shí)，鏟斗會(huì)同時(shí)受到切向阻力W和橫向阻力WK。WK受過載閥3的限制，如果挖掘時(shí)產(chǎn)生的橫向力WK過大，過載閥3會(huì)被迫打開溢流起到保護(hù)作用。橫向力的最大值WK＝Mz/R，式中：R為鏟斗斗齒到回轉(zhuǎn)中心的距離(參見圖1)。

挖掘機(jī)的工作裝置，主要是動(dòng)臂和斗桿，常常因WK值太大而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)損壞，很多挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)破壞的案例分析表明，動(dòng)臂或斗桿因?yàn)榕ぞ靥蠖鴮?dǎo)致強(qiáng)度不足，而結(jié)構(gòu)件的扭矩負(fù)荷主要是由于WK引起的。挖掘機(jī)工作裝置的設(shè)計(jì)要求重量輕，運(yùn)動(dòng)敏捷，有利于生產(chǎn)效率提高。而過大的WK必然導(dǎo)致結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上加大加厚，使結(jié)構(gòu)笨重。WK與Mz大小有關(guān)，因此過大的Mz對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度會(huì)產(chǎn)生極為不利的影響。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，本實(shí)用新型提供一種液壓挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)力矩限制裝置，附加安裝在現(xiàn)有的回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)上，在保持原有的回轉(zhuǎn)啟動(dòng)性能不變的同時(shí)，使回轉(zhuǎn)制動(dòng)力矩Mz降至合理水平，當(dāng)挖掘作業(yè)時(shí)，有效降低作業(yè)時(shí)的橫向載荷WK，保護(hù)工作裝置結(jié)構(gòu)免遭破壞。

本實(shí)用新型技術(shù)方案如下：

一種液壓挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)力矩限制裝置，包括挖掘機(jī)回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)，該回轉(zhuǎn)液壓系統(tǒng)包括主控?fù)Q向閥、過載補(bǔ)油閥組、液壓馬達(dá)、先導(dǎo)操縱閥，所述過載補(bǔ)油閥組由2個(gè)單向閥和2個(gè)過載閥構(gòu)成，所述先導(dǎo)操縱閥包括了2個(gè)先導(dǎo)閥；該2個(gè)單向閥的進(jìn)口與2個(gè)過載閥的出口共同連接在一起，并再與油箱連接，該2個(gè)單向閥的出油口分別連接液壓馬達(dá)的進(jìn)出主油路；2個(gè)過載閥的進(jìn)油口分別與液壓馬達(dá)的進(jìn)出主油路連接，所述主控?fù)Q向閥的P油口接油泵、O油口接油箱、A油口和B油口分別連接液壓馬達(dá)的進(jìn)出主油路，所述主控?fù)Q向閥的兩側(cè)液控口分別連接2個(gè)先導(dǎo)閥的供油口；

回轉(zhuǎn)力矩限制裝置還包括第二單向閥組、1個(gè)二位四通液控?fù)Q向閥、1個(gè)過載溢流閥、1個(gè)梭閥；