一种平地机铲刀下压力调节系统的制作方法

本实用新型涉及一种平地机铲刀下压力调节系统，属于工程机械的电液控制系统。

背景技术：

随着我国经济建设的飞速发展，对能源、电力、有色金属的需求日益增大，直接导致煤矿、铁矿、有色金属矿产业的繁荣，露天矿占相当大比例，以开采成本低，安全性高，运输方便而备受各方关注，在露天采矿中运输方便就需求大马力平地机对路面清理和平整，大马力平地机便在这种情况下被做为露天矿的重要辅助设备而出现。

相比于中小马力平地机，大马力平地机的工作装置更加沉重，在传统铲刀浮动工况下，铲刀作用在地面上的力更大，如果此时地质较为疏松，铲刀会随着平地机行走而陷入地表越来越深，最后由于负载过大导致无法推动，达不到预期的平整效果，再或者铲刀碰到半掩埋于地下的较大石块，铲刀无法及时提起越障，可能导致涡轮箱打滑，涡轮箱小齿断裂等失效模式，严重影响平整效果和施工进度，甚至造成停机。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种平地机铲刀下压力调节系统，该系统可实现对铲刀提升油缸有杆腔压力的无级调节，从而改变铲刀对地面的附着力，进而实现铲刀在不同工况下能根据地面的起伏自动调节升降的效果。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种平地机铲刀下压力调节系统，其特征在于，包括电气硬件系统和液压执行系统；

所述电气硬件系统包括下压力调节旋钮（11）、控制器（12）、CAN总线开关面板（13）、操纵手柄（14）、液晶显示器（15）、CAN总线（16），其中CAN总线开关面板（13）包括铲刀浮动开关和下压力使能开关；

所述液压执行系统包括变量泵（21）、电比例减压阀（22）、换向阀（23）、开关阀Ⅰ（24-1）、开关阀Ⅱ（24-2）、铲刀提升油缸（25）、平衡阀（26）、多路换向阀（27）、和液压油箱（28）；

所述下压力调节旋钮（11）与控制器（12）相连接， CAN总线（16）分别与CAN总线开关面板（13）、操纵手柄（14）和液晶显示器（15）相连接，控制器（12）输出信号分别传递给电比例减压阀（22）电磁铁Y0、换向阀（23）电磁铁Y1、开关阀Ⅰ（24-1）电磁铁Y2、开关阀Ⅱ（24-2）电磁铁Y3、多路换向阀（27）电磁铁Y4和电磁铁Y5；

所述变量泵（21）一端与液压油箱（28）相连，另一端与电比例减压阀（22）的1口相连，电比例减压阀（22）的2口与换向阀（23）的1口相连，换向阀（23）的2、3口分别与液压油箱（28）和开关阀Ⅰ（24-1）的1口相连，开关阀Ⅰ（24-1）的2口与铲刀提升油缸（25）有杆腔相连，铲刀提升油缸（25）无杆腔与开关阀Ⅱ（24-2）的1口相连，开关阀Ⅱ（24-2）的2口与液压油箱（28）相连；所述铲刀提升油缸（25）有杆腔、无杆腔还分别与平衡阀（26）的1、2口相连，平衡阀（26）的3、4口分别与多路换向阀（27）的A、B口相连。

前述的一种平地机铲刀下压力调节系统，其特征在于，所述铲刀浮动开关包括左铲刀浮动开关和右铲刀浮动开关。

前述的一种平地机铲刀下压力调节系统，其特征在于，所述液晶显示器上设有左铲刀浮动指示灯和右铲刀浮动指示灯。

前述的一种平地机铲刀下压力调节系统，其特征在于，所述铲刀提升油缸包括有左铲刀提升油缸和右铲刀提升油缸。

前述的一种平地机铲刀下压力调节系统，其特征在于，所述下压力使能开关包括左下压力使能开关和右下压力使能开关。

前述的一种平地机铲刀下压力调节系统，其特征在于，所述液晶显示器上设有左铲刀浮动指示灯，右铲刀浮动指示灯，左下压力使能指示灯和右下压力使能指示灯。

前述的一种平地机铲刀下压力调节系统，其特征在于，所述操作手柄包括左操作手柄和右操作手柄。

前述的一种平地机铲刀下压力调节系统，其特征在于，所述下压力调节旋钮包括左下压力调节旋钮和右下压力调节旋钮。

本实用新型的有益效果是：平地机是通过左右两个提升油缸升降来实现铲刀的升降。在浮动模式下，铲刀提升油缸两腔通过开关阀与油箱相连，对铲刀无提升力，铲刀垂直方向上所受的力只有铲刀自身重力和地面支撑力。当电比例减压阀和换向阀得电后，压力油进入铲刀提升油缸有杆腔，给铲刀一个向上的提升力，使铲刀对地面的作用力减小，该下压力调节系统通过电比例减压阀得电大小可实现对提升铲刀油缸有杆腔压力的无级调节，调节范围可以从零到最大值即整个工作装置的重量作用于地面的力，进而实现铲刀在不同工况下能根据地面的起伏自动调节升降的效果。故该下压力调节系统可以改善平地机浮动模式下作业时铲刀越来越深陷入地表导致阻力骤增的情况，另外，当遇到很大阻力时，铲刀会在向前的牵引力和提升力的合力作用下向上弹起以躲避该障碍物继续工作，避免障碍物对工作装置结构件的冲击，大大提高了工作效率和路面平整效果。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步描述：

图1为电气硬件系统示意图；

图2为液压执行系统示意图；

图3为软件控制系统流程图；

图中：11、下压力调节旋钮，12、控制器，13、CAN总线开关面板，14、操纵手柄，15、液晶显示器，16、CAN总线；

21、变量泵，22、电比例减压阀，23、换向阀，24-1、开关阀Ⅰ，24-2、开关阀Ⅱ，25、铲刀提升油缸，26、平衡阀，27、多路换向阀，28、液压油箱。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述：

如图1、图2和图3所示，一种平地机铲刀下压力调节系统，其特征在于，包括电气硬件系统和液压执行系统；

所述电气硬件系统包括下压力调节旋钮（11）、控制器（12）、CAN总线开关面板（13）、操纵手柄（14）、液晶显示器（15）、CAN总线（16），其中CAN总线开关面板（13）包括铲刀浮动开关和下压力使能开关；

所述液压执行系统包括变量泵（21）、电比例减压阀（22）、换向阀（23）、开关阀Ⅰ（24-1）、开关阀Ⅱ（24-2）、铲刀提升油缸（25）、平衡阀（26）、多路换向阀（27）、和液压油箱（28）；

所述下压力调节旋钮（11）与控制器（12）相连接， CAN总线（16）分别与CAN总线开关面板（13）、操纵手柄（14）和液晶显示器（15）相连接，控制器（12）输出信号分别传递给电比例减压阀（22）电磁铁Y0、换向阀（23）电磁铁Y1、开关阀Ⅰ（24-1）电磁铁Y2、开关阀Ⅱ（24-2）电磁铁Y3、多路换向阀（27）电磁铁Y4和电磁铁Y5；

所述变量泵（21）一端与液压油箱（28）相连，另一端与电比例减压阀（22）的1口相连，电比例减压阀（22）的2口与换向阀（23）的1口相连，换向阀（23）的2、3口分别与液压油箱（28）和开关阀Ⅰ（24-1）的1口相连，开关阀Ⅰ（24-1）的2口与铲刀提升油缸（25）有杆腔相连，铲刀提升油缸（25）无杆腔与开关阀Ⅱ（24-2）的1口相连，开关阀Ⅱ（24-2）的2口与液压油箱（28）相连；所述铲刀提升油缸（25）有杆腔、无杆腔还分别与平衡阀（26）的1、2口相连，平衡阀（26）的3、4口分别与多路换向阀（27）的A、B口相连。

所述铲刀浮动开关包括左铲刀浮动开关和右铲刀浮动开关。所述液晶显示器上设有左铲刀浮动指示灯和右铲刀浮动指示灯。所述铲刀提升油缸包括有左铲刀提升油缸和右铲刀提升油缸。所述下压力使能开关包括左下压力使能开关和右下压力使能开关。所述液晶显示器上设有下压力使能指示灯。所述操作手柄包括左操作手柄和右操作手柄。所述下压力调节旋钮包括左下压力调节旋钮和右下压力调节旋钮。

本实用新型的具体工作过程为：

平地机上的铲刀下压力调节系统分为左右铲刀各自独立的铲刀下压力调节系统，工作原理是一样的。现以铲刀左侧的下压力调节系统为例介绍一下该系统的工作原理。

在激活左铲刀下压力调节系统之前，需要满足三个必要条件：1发动机必须运转起来；2驾驶员必须坐在座椅上；3控制器没有检测到与左铲刀下压力调节系统相关的故障代码。然后按下CAN总线开关面板（13）上的左铲刀浮动开关，该开关信号做为输入信号，通过CAN总线（16）传递到控制器（12），经控制器（12）处理后，输出24V电压信号，使开关阀Ⅰ（24-1）的电磁铁Y2和开关阀Ⅱ（24-2）的电磁铁Y3得电，同时液晶显示器（15）上的左铲刀浮动指示灯亮起，表示左铲刀处于浮动模式，此时左铲刀提升油缸的有杆腔和无杆腔都与油箱相连通，铲刀左侧在整个工作装置的自重作用下降至地表，实现左铲刀浮动。

然后再按下CAN总线开关面板（13）上的左下压力使能开关，该开关信号做为输入信号，通过CAN总线（16）传递到控制器（12），经控制器（12）处理后，输出24V电压信号，使换向阀（23）的电磁铁Y1得电，同时液晶显示屏上的下压力调节系统的左下压力使能指示灯亮起，表示铲刀下压力调节系统处于使能状态，从变量泵（21）出来的压力油可以直接进入到左提升油缸的有杆腔，从而给左铲刀一个向上的提升力。调节左铲刀下压力调节旋钮R1，控制器（12）根据检测到R1阻值的变化线性改变PWM1口输出的电流值，该电流作用于比例减压阀（22）的电磁铁Y0从而改变电比例减压阀（22）出口压力，该压力随着作用于电磁铁Y0的电流的变化而变化，也就是进入左提升油缸的有杆腔压力，进而使左提升油缸对铲刀的提升力和铲刀对地面的下压力均发生变化，实现左铲刀下压力调节，此时，铲刀对地面的下压力范围为零到整个工作装置的重量。

如在左铲刀下压力调节模式下，操纵左操纵手柄（前推或后拉），控制器（12）通过CAN总线（16）接收到左操纵手柄的有关铲刀油缸提升或下降的CAN总线信息，控制器（12）切断输出口OUT2和OUT3的24V电压信号，分别使开关阀Ⅰ（24-1）的电磁铁Y2和开关阀Ⅱ（24-2）的电磁铁Y3失电，多路换向阀（27）电磁铁Y4或Y5得电，同时液晶显示器上的左铲刀浮动指示灯熄灭，浮动模式失效，下压力调节模式也随之失效，此时的左铲刀下压力调节系统仍处于使能状态只是没有被激活。如此时多路换向阀（27）电磁铁Y4得电，此时压力油液经多路换向阀（27）的P口流向多路换向阀（27）的B口,再由平衡阀（26）4口流向平衡阀（26）2口，从而进入左铲刀提升油缸的无杆腔，而左铲刀提升油缸有杆腔的油液通过平衡阀（26）1口流向平衡阀（26）3口，再由多路换向阀（27）的A口流向多路换向阀（27）的T口,实现左铲刀下落动作；如多路换向阀（27）电磁铁Y5得电，此时压力油液经多路换向阀（27）的P口流向多路换向阀（27）的A口,再由平衡阀（26）3口流向平衡阀（26）1口，从而进入左铲刀提升油缸的有杆腔，而左铲刀提升油缸有杆腔的油液通过平衡阀（26）2口流向平衡阀（26）4口，再由多路换向阀（27）的B口流向多路换向阀（27）的T口,实现左铲刀提升动作。

也就是说，当控制器（12）会检测左下压力调节旋钮R1（11）电阻信号、CAN总线开关面板（13）上的左铲刀浮动开关信号，铲刀下压力使能开关信号和左操纵手柄（14）的铲刀油缸提升或下降信号后，控制器（12）经过逻辑运算会关闭和输出电流和电压信号，使浮动模式失效和下压力调节模式暂停，优先实现手动操作，此时按下CAN总线开关面板（13）上的左铲刀浮动开关，左铲刀又重新处于浮动模式同时左铲刀下压力调节系统被激活。电磁阀Y2和Y3重新得电后，变量泵（21）的压力油就可以通过开关阀Ⅰ（24-1）进入铲刀油缸 的有杆腔内从而给工作装置一个向上的力。此时铲刀下压力系统就重新处于工作状态了。

平地机通过左右两个提升油缸升降来实现铲刀的升降。在浮动模式下，铲刀提升油缸两腔通过开关阀与油箱相连，对铲刀无提升力，铲刀垂直方向上所受的力只有铲刀自身重力和地面支撑力。当电比例减压阀和换向阀得电后，压力油进入铲刀提升油缸有杆腔，给铲刀一个向上的提升力，使铲刀对地面的作用力减小，该下压力调节系统通过电比例减压阀得电大小可实现对提铲刀升油缸有杆腔压力的无级调节，调节范围可以从零到最大值即整个工作装置的重量作用于地面的力，进而实现铲刀在不同工况下能根据地面的起伏自动调节升降的效果。故该下压力调节系统可以改善平地机浮动模式下作业时铲刀越来越深陷入地表导致阻力骤增的情况，另外，当遇到很大阻力时，铲刀会在向前的牵引力和提升力的合力作用下向上弹起以躲避该障碍物继续工作，避免障碍物对工作装置结构件的冲击，大大提高了工作效率和路面平整效果。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。