混凝土泵车及其搅拌液压系统的制作方法与工艺

本发明涉及工程机械液压控制领域，具体地，涉及一种混凝土泵车及其搅拌液压系统。

背景技术：
混凝土泵车是一种通过自带依附在臂架上输送管的伸展、回转的动作，将混凝土泵送到指定高度或距离的专用移动车载设备。泵车的搅拌是由搅拌马达带动搅拌轴转动来实现的，在搅拌轴上安装有搅拌叶片，搅拌轴带动搅拌叶片同时转动，将料斗里的混凝土搅拌到输送缸里，实现泵送混凝土的目的。由于混凝土的配料有多种，有些配料的混凝土搅拌阻力较大。在现有技术的混凝土泵车中，通常采用一个搅拌马达驱动搅拌轴，当搅拌阻力超过搅拌马达能提供的扭矩时，将不能进行正常搅拌。

技术实现要素：
本发明的目的是提供一种混凝土泵车的搅拌液压系统，该搅拌液压系统能够适应搅拌阻力不同的混凝土物料。为了实现上述目的，本发明提供一种混凝土泵车的搅拌液压系统，包括安装在搅拌轴的一端的第一搅拌马达，其中，所述搅拌液压系统还包括安装在所述搅拌轴的另一端的第二搅拌马达，该第二搅拌马达用于在混凝土的搅拌阻力矩超过所述第一搅拌马达的最大扭矩时启动。优选地，所述搅拌液压系统包括控制器、第一进油路、第一换向阀、第二进油路和第二换向阀，所述第一进油路通过所述第一换向阀向所述第一搅拌马达供油，所述第一换向阀具有控制所述第一搅拌马达正转的正转工作位置和控制所述第一搅拌马达反转的反转工作位置，所述第二进油路通过所述第二换向阀向所述第二搅拌马达供油，所述第二换向阀具有控制所述第二搅拌马达正转的导通工作位置和控制所述第二搅拌马达自由转动的自由转动工作位置，在所述第一换向阀处于正转工作位置、所述第二换向阀处于自由转动工作位置的情况下，当所述第一搅拌马达的正转进油口的油压达到第一油压阈值时，所述控制器控制所述第二换向阀从自由转动工作位置切换至导通工作位置。优选地，所述搅拌液压系统包括与所述控制器电连接的压力传感器，该压力传感器用于采集所述第一搅拌马达的正转进油口的油压。优选地，所述搅拌液压系统包括与所述控制器电连接的第一压力继电器，所述第一压力继电器的进油口连接于所述第一搅拌马达的正转进油口，该第一压力继电器的设定压力等于所述第一油压阈值。优选地，所述控制器从所述第二换向阀切换至导通工作位置时开始计时，经过第一预定时间后，如果所述第一搅拌马达的正转进油口的油压仍高于或等于所述第一油压阈值，则控制所述第二换向阀从导通工作位置切换至自由转动工作位置，并且控制所述第一换向阀从正转工作位置切换至反转工作位置；如果所述第一搅拌马达的正转进油口的油压低于所述第一油压阈值且高于第二油压阈值，则控制所述第一换向阀和第二换向阀保持在当前位置；如果所述第一搅拌马达的正转进油口的油压低于或等于所述第二油压阈值，则控制第二换向阀从导通工作位置切换至自由转动工作位置。优选地，所述控制器从所述第一换向阀切换至反转工作位置时开始计时，经过第二预定时间后，控制所述第一换向阀切换至正转工作位置。优选地，所述搅拌液压系统包括与所述控制器电连接的第一压力继电器和第二压力继电器，所述第一压力继电器的进油口连接于所述第一搅拌马达的正转进油口，该第一压力继电器的设定压力等于所述第一油压阈值；所述第二压力继电器的进油口连接于所述第一搅拌马达或第二搅拌马达的正转进油口，该第二压力继电器的设定压力等于所述第二油压阈值。优选地，所述第二换向阀为二位四通电磁阀，所述第二进油路的出油端连接于所述第二换向阀的进油口，所述第二搅拌马达的两个油口分别连接于所述第二换向阀的两个工作油口，所述第二换向阀的回油口连接于油箱，当所述第二换向阀处于自由转动工作位置时，所述第二换向阀的两个工作油口相连通；当所述第二换向阀处于导通工作位置时，所述第二换向阀的一个工作油口与进油口连通，另一个工作油口与回油口连通。优选地，所述第二换向阀为二位三通电磁阀，所述第二进油路的出油端连接于所述第二换向阀的进油口，所述第二搅拌马达的一个油口连接于所述第二换向阀的工作油口，所述第二搅拌马达的另一个油口和所述第二换向阀的回油口均连接于油箱，当所述第二换向阀处于自由转动工作位置时，所述第二换向阀的工作油口与回油口连通；当所述第二换向阀处于导通工作位置时，所述第二换向阀的工作油口与进油口连通。优选地，所述搅拌液压系统包括主进油路、主换向阀和水洗马达，所述主换向阀为三位四通阀，所述主进油路的进油端连接于所述主换向阀的进油口，所述第一进油路和第二进油路通过连接油路连接于所述主换向阀的第一工作油口，所述水洗马达的一个工作油口连接于所述主换向阀的第二工作油口，所述水洗马达的另一个工作油口连接于油箱，所述主进油路上旁接有第一溢流阀，所述水洗马达与所述主换向阀之间的油路上旁接有第二溢流阀，所述连接油路上旁接有第三溢流阀。本发明还提供一种混凝土泵车，包括如上所述的搅拌液压系统。在本发明的混凝土泵车的液压系统中设置有用于驱动同一根搅拌轴的两个搅拌液压马达，第一搅拌马达和第二搅拌马达，其中，第一搅拌马达为主马达，第二搅拌马达为辅助马达。在正常工况下，第一搅拌马达开启，驱动搅拌轴正向转动，第二搅拌马达不开启，随搅拌轴自由转动；当混凝土的搅拌阻力矩较大或变大，超过第一搅拌马达能提供的扭矩时，第二搅拌马达开启，与第一搅拌马达一起提供较大的扭矩，以使搅拌系统能够正常工作。通过上述技术方案，使得本发明的搅拌液压系统能够根据混凝土的搅拌阻力选择只开启一个搅拌马达还是同时开启两个搅拌马达，提高了泵车搅拌系统的适应能力。本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：图1是根据本发明的第一种实施方式的混凝土泵车的搅拌液压系统的原理示意图；图2是根据本发明的第二种实施方式的混凝土泵车的搅拌液压系统的原理示意图；图3是根据本发明的第三种实施方式的混凝土泵车的搅拌液压系统的原理示意图；图4是根据本发明的第四种实施方式的混凝土泵车的搅拌液压系统的原理示意图。具体实施方式以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。如图1和图2所示，根据本发明的一个方面，提供一种混凝土泵车的搅拌液压系统，包括安装在搅拌轴的一端的第一搅拌马达6，其中，所述液压系统还包括安装在所述搅拌轴的另一端的第二搅拌马达9，该第二搅拌马达9用于在混凝土的搅拌阻力矩超过所述第一搅拌马达6的最大扭矩的情况下启动。在本发明的混凝土泵车的搅拌液压系统中设置有用于驱动同一根搅拌轴的两个搅拌液压马达，第一搅拌马达6和第二搅拌马达9，其中，第一搅拌马达6为主马达，第二搅拌马达9为辅助马达。在正常工况下，第一搅拌马达6开启，驱动搅拌轴正向转动，第二搅拌马达6不开启，随搅拌轴自由转动；当混凝土的搅拌阻力矩较大或变大，超过第一搅拌马达6能提供的扭矩时，第二搅拌马达9开启，与第一搅拌马达6一起提供较大的扭矩，以使搅拌系统能够正常工作。通过上述技术方案，使得本发明的搅拌液压系统能够根据混凝土的搅拌阻力选择只开启一个搅拌马达还是同时开启两个搅拌马达，提高了泵车搅拌系统的适应能力。本发明的搅拌液压系统可以具有各种适当的结构，只要能够实现对第一搅拌马达6和第二搅拌马达9的控制即可。作为一种实施方式，如图1至图4所示，所述液压系统可以包括第一进油路4、第一换向阀5、第二进油路7、第二换向阀8和控制器(未示出)。第一进油路4通过第一换向阀5向第一搅拌马达6供油，第一换向阀5具有控制第一搅拌马达6正转的正转工作位置和控制第一搅拌马达6反转的反转工作位置。第二进油路7通过第二换向阀8向第二搅拌马达9供油，第二换向阀8具有控制第二搅拌马达9正转的导通工作位置和控制第二搅拌马达9自由转动的自由转动工作位置。在第一换向阀5处于正转工作位置、第二换向阀8处于自由转动工作位置的情况下，当第一搅拌马达6的正转进油口(即，图中所示的A口)的油压达到第一油压阈值时，控制器控制第二换向阀8从自由转动工作位置切换至导通工作位置，以使第二搅拌马达9开启。这里，术语“正转进油口”是指第一搅拌马达6处于正向转动状态下的进油口；术语“自由转动工作位置”是指能够使第二搅拌马达9随搅拌轴自由转动的工作位置。当混凝土的搅拌阻力矩超过所述第一搅拌马达6的最大扭矩时，第一搅拌马达6停止转动，马达的正转进油口的油压逐渐升高，当油压达到预先设定的第一油压阈值时，控制器控制第二换向阀8从自由转动工作位置切换至导通工作位置，以使第二搅拌马达9开启，两个搅拌马达同时正转，以提供较大的扭矩。可以通过多种方式判断第一搅拌马达6的正转进油口的油压是否达到所述第一油压阈值。作为一种实施方式，如图1和图2所示，本发明的液压系统包括与所述控制器电连接的压力传感器10，该压力传感器10用于采集第一搅拌马达6的正转进油口的油压，控制器接收压力传感器10采集的油压并判断其与第一油压阈值的关系，然后向第一换向阀5和/或第二换向阀8发出信号。作为另一种实施方式，如图3和图4所示，本发明的液压系统包括与所述控制器电连接的第一压力继电器15，该第一压力继电器15的进油口连接于第一搅拌马达6的正转进油口，该第一压力继电器15的设定压力等于所述第一油压阈值。压力继电器为本领域技术人员所公知的液压元件，在此对其结构及工作原理不再赘述。在开启第二搅拌马达9之后，正常情况下，两个马达将一起正向转动，第一搅拌马达6的正转进油口的油压会下降。如果从第二换向阀8切换至导通工作位置起，经过第一预定时间后，第一搅拌马达6的正转进油口的油压处于第一油压阈值和第二油压阈值(比第一油压阈值小)之间，则说明搅拌阻力变大是由于物料本身的粘稠度较高引起的，那么控制器就将控制液压系统继续保持在双马达搅拌的工作状态。考虑到混凝土搅拌阻力变大也可能是由物料卡滞等原因造成的，这种情况下，即使同时开启两个马达，这两个马达也可能不会转动，第一搅拌马达6的正转进油口的油压也不会下降。因此，为了解决这一问题，优选地，从第二换向阀8切换至导通工作位置时开始，经过第一预定时间后，如果第一搅拌马达6的正转进油口的油压仍未降至所述第一油压阈值以下，则控制第二换向阀8从导通工作位置切换至自由转动工作位置，同时控制第一换向阀5从正转工作位置切换至反转工作位置，以使第一搅拌马达6反转，将卡住的物料排出。在这种实施方式中，优选地，控制器从第一换向阀5切换至反转工作位置时开始计时，经过第二预定时间后，控制所述第一换向阀5切换至正转工作位置，也就是说，在将卡住的物料排出后，液压系统回到单马达正转搅拌状态。还需理解的是，在搅拌过程中，混凝土的搅拌阻力可能会变化，即某一时间段内混凝土的搅拌阻力较大，而另一时间段内混凝土的搅拌阻力较小。为了使搅拌系统在混凝土搅拌阻力较小的情况下能够回到单马达正转搅拌状态以降低能耗，优选地，控制器从第二换向阀8切换至导通工作位置时开始计时，经过第一预定时间后，如果第一搅拌马达6的正转进油口的油压降至所述第二油压阈值以下，则控制第二换向阀8从导通工作位置切换至自由转动工作位置，回到单马达正转搅拌状态。在设置有第一压力继电器15的实施方式中，为了判断第一搅拌马达6的正转进油口的油压是否低于所述第二油压阈值，还可以另外设置第二压力继电器16，如图3和图4所示。第二压力继电器16的进油口可以连接于第一搅拌马达6的正转进油口，以直接判断第一搅拌马达6的正转进油口的油压是否低于所述第二油压阈值。在第一进油路4和第二进油路7为相互并联的两个油路的情况下，由于在两个马达同时工作时，两个马达的正转进油口的油压相等，因此也可以将第二压力继电器16的进油口连接于第二搅拌马达6的正转进油口，以间接判断第一搅拌马达6的正转进油口的油压是否低于所述第二油压阈值。第一油压阈值和第二油压阈值的大小可以根据需要具体设定。例如，第一油压阈值可以为14MPa，第二油压阈值可以为6MPa。第一预定时间和第二预定时间的长短可以根据需要具体设定。例如，第一预定时间可以为10S，第二预定时间可以为5S。第一换向阀5可以为各种适当形式的阀，只要能够实现第一搅拌马达6的正反转切换即可。作为一种实施方式，第一换向阀5可以为中位机能为M型或H型的三位四通电磁阀或二位四通电磁阀，第一进油路4的出油端连接于第一换向阀5的进油口，第一搅拌马达6的两个油口分别连接于第一换向阀5的两个工作油口，第一换向阀5的回油口连接于油箱。同样地，第二换向阀8也可以为各种适当形式的阀，只要能够实现第二搅拌马达9在正转和自由转动之间切换即可。作为一种实施方式，如图1和图3所示，第二换向阀8可以为二位四通电磁阀，第二进油路7的出油端连接于第二换向阀8的进油口，第二搅拌马达9的两个油口分别连接于第二换向阀8的两个工作油口，第二换向阀8的回油口连接于油箱，当第二换向阀8处于自由转动工作位置时，第二换向阀8的两个工作油口相连通；当第二换向阀8处于导通工作位置时，第二换向阀8的一个工作油口与进油口连通，另一个工作油口与回油口连通。作为另一种实施方式，如图2和图4所示，第二换向阀8可以为二位三通电磁阀，第二进油路7的出油端连接于第二换向阀8的进油口，第二搅拌马达9的一个油口连接于第二换向阀8的工作油口，第二搅拌马达9的另一个油口和第二换向阀8的回油口均连接于油箱，当第二换向阀8处于自由转动工作位置时，第二换向阀8的工作油口与回油口连通；当第二换向阀8处于导通工作位置时，第二换向阀8的工作油口与进油口连通。需要说明的是，在本发明的液压系统中，第一进油路4和第二进油路7可以为从同一油路上分出的两个支路，也可以为两个相互独立的油路。换句话说，第一搅拌马达6和第二搅拌马达9可以由同一油泵供油，也可以由两个油泵分别供油。另外，本发明主要针对混凝土泵车的搅拌液压子系统做出改进，可以将搅拌液压系统与混凝土泵车的其他辅助液压子系统(例如，水洗液压系统)独立开来，也可以将搅拌液压子系统与其他辅助液压子系统集成在一个液压回路中，以实现多种功能。作为一种实施方式，如图1和图2所示，本发明的液压系统还包括主进油路1、主换向阀2和水洗马达11，主换向阀2为三位四通阀，主进油路1的进油端连接于主换向阀2的进油口，第一进油路4和第二进油路7通过连接油路3连接于主换向阀2的第一工作油口，水洗马达11的一个工作油口连接于主换向阀2的第二工作油口，水洗马达11的另一个工作油口连接于油箱，主进油路1上旁接有第一溢流阀12，水洗马达11与主换向阀2之间的油路上旁接有第二溢流阀13，连接油路3上旁接有第三溢流阀14。以此方式，可以在一个独立的液压回路中实现搅拌和水洗功能，并且可以通过主换向阀2实现搅拌和水洗功能的切换。根据本发明的另一方面，提供一种混凝土泵车，该混凝土泵车包括本发明的混凝土泵车的液压系统。下面参考图1详细描述根据本发明的优选实施方式的液压系统的工作原理。主换向阀2处于中位时，油泵来的油直接回油箱，系统处于卸荷状态。水洗马达工作：主换向阀2处于右位，油泵来的压力油经主换向阀2的B口进入水洗马达11的A口，水洗马达11转动，水洗马达11的B口出油回油箱。当工作压力超过第二溢流阀13的设定压力时，第二溢流阀13溢流，以保护水洗马达11。单搅拌马达工作：主换向阀2处于左位，油泵来的压力油经主换向阀2的A口进入第一换向阀5的P口及第二换向阀8的P口，第二换向阀8处于右位，油泵来的油封闭，第二搅拌马达9的A口和B口相联，第二搅拌马达9处于卸荷状态，可随搅拌轴自由转动；第一换向阀6处于右位，油泵来的油经第一换向阀6的A口进入第一搅拌马达6的A口，第一搅拌马达6转动，第一搅拌马达6的B口出油经第一换向阀5的B口到第一换向阀5的T口回油箱。当工作压力超过第三溢流阀14的设定压力时，第三溢流阀14溢流，以保护第一搅拌马达6。双搅拌马达工作：压力传感器10将第一搅拌马达6的A口压力转化成相应的电压值，此电压信号实时传递给控制器，控制器检测到压力值达到第一油压阈值时，发出信号，使第二换向阀8由右位换向到左位，压力油通过第二换向阀8的A口进入第二搅拌马达9的A口，第二搅拌马达9转动，第二搅拌马达9的B口出油经第二换向阀8的B口到第二换向阀8的T口回油箱。第二搅拌马达9转动时，压力传感器10实时检测第一搅拌马达6的A口的压力，当第一搅拌马达6的A口压力在第一油压阈值和第二油压阈值之间时，保持双搅拌马达工作工作状态。搅拌马达反转：第二搅拌马达9转动时，同时检测第一搅拌马达6的A口压力，当第一搅拌马达6的A口压力低于第二油压阈值时，控制器发出信号，使第二换向阀8由左位换向到右位，恢复到单搅拌马达工作状态；如果达到第一油压阈值时，控制器发出信号，使第二换向阀8切换到右位，油泵来的油封闭，第二搅拌马达9的A口和B口相联，第二搅拌马达9处于卸荷状态，可随搅拌轴自由转动。同时第一换向阀5由右位切换到左位，油泵来的油经第一换向阀5的B口进入第一搅拌马达6的B口，第一搅拌马达6反向转动，第一搅拌马达6的A口出油经第一换向阀5的A口到第一换向阀5的T口回油箱。搅拌马达反转设有一定的延时，到达延时时间后，自动切换到单搅拌马达工作状态。当从油泵流入主换向阀2的油压力过大时，第一溢流阀12打开，油通过第一溢流阀12回油箱，防止因压力过大损坏液压系统。以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。