专利名称：一种大吨位非公路矿用自卸车举升液压系统的制作方法
技术领域：
本发明一种大吨位非公路矿用自卸车举升液压系统，属于液压集成系统技术领域。
背景技术：
目前世界上仅有美国、俄罗斯、中国能够生产大吨位的矿山运输车，其中液压控制系统是大吨位运输车的核心技术之一，而国外同类产品的液压控制系统均采用传统的专用控制阀块，标准化、通用化差造成备件昂贵、交货周期长、用户成本居高不下，国内生产的大吨位自卸车液压控制系统关键元件多采用进口元件，供货周期长且能耗损失大。为满足国内大吨位矿山运输车的需要，开发新的液压控制系统已成迫切之需。
发明内容
本发明克服了现有技术存在的不足，提供了一种在保证元件标准化、通用化的同时，能耗损失低且操作简单、安全可靠的大吨位非公路矿用自卸车举升液压系统。为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:一种大吨位非公路矿用自卸车举升液压系统，包括第一液压泵、第二液压泵、第三液压泵、第一举升多级缸、第二举升多级缸、先导控制阀、集成阀组，所述第一液压泵、第二液压泵和第三液压泵为三联泵，第一液压泵的出油口通过第一进油路与集成阀组的进油口 Pl连通，第二液压泵的出油口通过第二进油路与集成阀组的进油口 P2连通；集成阀组的工作油口 A通过第一工作油路分别与第一举升多级缸的举升腔和第二举升多级缸的举升腔相连通，集成阀组的工作油口 B通过第二工作油路分别与第一举升多级缸的迫降腔和第二举升多级缸的迫降腔相连通，集成阀组的回油口 T通过第一回油路与油箱连通；
所述第二工作油路上设置有单向平衡阀；
第三液压泵的出油口经第三进油路与先导控制阀的进油口 PO连通，先导控制阀的工作油口 Al通过举升先导油路与集成阀组的举升控制油口 X3连通，先导控制阀的工作油口BI经过迫降先导油路与集成阀组的迫降控制油口 X4连通，先导控制阀的回油口 Tl通过第二回油路与油箱连通。集成阀组包括以下元件:第一液控换向阀、第二液控换向阀、单向阀、溢流阀、第一电磁换向阀、测压接头，上述各部件通过内部设有液压油流动通道的油路块联接组合而成；
所述集成阀组的油路结构为:所述第一液控换向阀与第二液控换向阀左位时，进油口Pl与工作油口 A之间通过第一液控换向阀连通，进油口 P2与工作油口 A之间通过第二液控换向阀连通，工作油口 B与回油口 T之间通过第二液控换向阀连通；所述第一液控换向阀与第二液控换向阀右位时，进油口 P2与工作油口 B之间通过第二液控换向阀连通，工作油口A与回油口 T之间通过第一液控换向阀与第二液控换向阀连通；连接进油口 Pl与回油口 T之间、连接进油口 P2与回油口 T之间、连接工作油口 B与回油口 T之间的油路上均连接有溢流阀；连接进油口 Pl与第一液控换向阀之间、进油口 P2与第二液控换向阀之间、回油口T与工作油口 B之间的油路上均设有单向阀；决定第一液控换向阀和第二液控换向阀左位换向的先导油路在油路块内汇合后与举升控制油口 X3连通，决定第一液控换向阀和第二液控换向阀右位换向的先导油路在油路块内汇合后与迫降控制油口 X4连通；决定第二液控换向阀右位换向的先导油路上设置有第一电磁换向阀，第一电磁换向阀左位换向可连通第二液控换向阀右位先导油腔与泄油口 X5。第三齿轮泵提供的压力油通过先导控制阀进入第一液控换向阀和第二液控换向阀的左位换向先导腔，或通过先导换向阀进入第一液控换向阀和第二液控换向阀的右位换向先导腔，决定第一液控换向阀和第二液控换向阀换向。所述先导控制阀举工作油口 Al与油箱之间的油路上设置有第二电磁换向阀，通过第二电磁换向阀连通举升先导油路与油箱。连接所述第一举升多级缸的举升腔和第二举升多级缸的举升腔与油箱的油路上设置有行程开关阀。连接所述第一液控换向阀的举升工作油口和第二液控换向阀的举升工作油口与液控阀组的工作油口 A的油路上处均设置有节流阀。所述节流阀均为单向节流阀插装件。所述溢流阀均为溢流阀插装件，所述单向阀均为单向阀插装件。所述第一液压泵为恒压变量泵，所述第二液压泵和第三液压泵均为齿轮泵。本发明与现有技术相比具有以下有益效果。1、本发明中集成阀组选用标准通用的液压元件集成专用的液压控制系统，标准化、通用性好。2、本发明中的液压系统采用了举升时双泵合流、下降时单泵供压力油的方案，SP举升时第一液压泵与第二液压泵压力油合流进入第一、二举升多级缸举升腔；下降时第一液压泵自适应不输出流量，第二液压泵单独供压力油进入第一、二举升多级缸迫降腔；最大限度的实现了各种工况下流量的合理分配，达到了节能的效果。3、本发明举升合流时第一液压泵和第二液压泵提供的高压油分别经第一液控换向阀和第二液控换向阀合流后进入第一、二举升多级缸举升腔，最大流量可至1400L/min，下降时第二液压泵单独供压力油经相应液控换向阀进入第一、二举升多级缸迫降腔，迫降回油经两液控换向阀流回油箱，第一进油路、第二进油路均并联溢流阀来设定举升时的系统压力，第二工作油路并联低压溢流阀用来设定迫降时的系统压力，最大限度的实现了各种工况下压力的合理分配，达到了节能的效果。4、本发明中液压系统采用了独立的先导控制油路，即第三液压泵独立供油，先导换向阀采用了常规的装有溢流阀的三位四通多路阀，在举升先导控制油路上并联二位二通电磁阀，通过电磁铁的得电，使举升先导油路卸荷，第一、二液控换向阀复位从而实现举升车厢过程中任意位置的保持，通用性优，控制简单方便，安全可靠。5、本发明行程开关阀连接第一、二举升多级缸举升腔与油箱，通过行程开关阀的切换，使第一、二举升多级缸举升腔油路接油箱，与单向阀配合，防止行车时的液压冲击。6、本发明中第二液控换向阀的迫降先导油路设置二位三通电磁换向阀，通过电磁铁得电实现该液控换向阀迫降先导油路的卸荷，第二液控换向阀复位，该换向阀迫降主回油路被阻断，迫降回油只能经其余液控换向阀回油，通过回油节流减缓举升油缸的下降速度，具备慢降功能。7、本发明整套系统包括三联泵即第一联为恒压变量泵、第二、第三联为齿轮泵，油箱、高压过滤器，举升多级缸，行程开关阀，先导换向阀，过滤器，采用常规液控换向阀与螺纹插装阀组成的集成阀组，一旦出现故障，只需维修或更换某个通用液压元件，而不必整体报废，可靠性高，成本低，故障易于诊断、维修快捷。
下面结合附图对本发明做进一步的说明。图1为本发明的结构原理图。图2为本发明中集成阀组的结构原理图。图3为本发明中集成阀组的结构示意图。图中，I为第一液压泵、2为第二液压泵、3为第三液压泵、4为第一举升多级缸、5为第二举升多级缸、6为第一进油路、7为第二进油路、8为第三进油路、9为集成阀组、10为第一工作油路、11为第二工作油路、12为第一回油路、13为油箱、14为先导控制阀、15为第一液控换向阀、16为第二液控换向阀、17为单向平衡阀、18为行程开关阀、19为第二电磁换向阀、20为第一电磁换向阀、21为测压接头、22为过滤器、23为节流阀、24为单向阀、25为溢流阀、26为第二回油路、27为油路块、28为举升先导油路、29为迫降先导油路。
具体实施例方式如图1、图2、图3所示，本发明一种大吨位非公路矿用自卸车举升液压系统，包括第一液压泵1、第二液压泵2、第三液压泵3、第一举升多级缸4、第二举升多级缸5、先导控制阀14、集成阀组9，所述第一液压泵1、第二液压泵2和第三液压泵3为三联泵，第一液压泵I的出油口通过第一进油路6与集成阀组9的进油口 Pl连通，第二液压泵2的出油口通过第二进油路7与集成阀组9的进油口 P2连通；集成阀组9的工作油口 A通过第一工作油路10分别与第一举升多级缸4的举升腔和第二举升多级缸5的举升腔相连通，集成阀组9的工作油口 B通过第二工作油路11分别与第一举升多级缸4的迫降腔和第二举升多级缸5的迫降腔相连通，集成阀组9的回油口 T通过第一回油路12与油箱13连通；
所述第二工作油路11上设置有单向平衡阀17 ；
第三液压泵3的出油口经第三进油路8与先导控制阀14的进油口 PO连通，先导控制阀14的工作油口 Al通过举升先导油路28与集成阀组9的举升控制油口 X3连通，先导控制阀14的工作油口 BI经过迫降先导油路29与集成阀组9的迫降控制油口 X4连通，先导控制阀14的回油口 Tl通过第二回油路26与油箱13连通。集成阀组9包括以下元件:第一液控换向阀15、第二液控换向阀16、单向阀24、溢流阀25、第一电磁换向阀20、测压接头21，上述各部件通过内部设有液压油流动通道的油路块27联接组合而成；
所述集成阀组9的油路结构为:所述第一液控换向阀15与第二液控换向阀16左位时，进油口 Pl与工作油口 A之间通过第一液控换向阀15连通，进油口 P2与工作油口 A之间通过第二液控换向阀16连通，工作油口 B与回油口 T之间通过第二液控换向阀16连通；所述第一液控换向阀15与第二液控换向阀16右位时，进油口 P2与工作油口 B之间通过第二液控换向阀16连通，工作油口 A与回油口 T之间通过第一液控换向阀15与第二液控换向阀16连通；连接进油口 Pl与回油口 T之间、连接进油口 P2与回油口 T之间、连接工作油口B与回油口 T之间的油路上均连接有溢流阀25 ;连接进油口 Pl与第一液控换向阀15之间、进油口 P2与第二液控换向阀16之间、回油口 T与工作油口 B之间的油路上均设有单向阀24 ;决定第一液控换向阀15和第二液控换向阀16左位换向的先导油路在油路块27内汇合后与举升控制油口 X3连通，决定第一液控换向阀15和第二液控换向阀16右位换向的先导油路在油路块27内汇合后与迫降控制油口 X4连通；决定第二液控换向阀16右位换向的先导油路上设置有第一电磁换向阀20,第一电磁换向阀20左位换向可连通第二液控换向阀16右位先导油腔与泄油口 X5。第三齿轮泵3提供的压力油通过先导控制阀14进入第一液控换向阀15和第二液控换向阀16的左位换向先导腔，或通过先导换向阀14进入第一液控换向阀15和第二液控换向阀16的右位换向先导腔，决定第一液控换向阀15和第二液控换向阀16换向。所述先导控制阀14举工作油口 Al与油箱13之间的油路上设置有第二电磁换向阀19，通过第二电磁换向阀19连通举升先导油路28与油箱13。连接所述第一举升多级缸4的举升腔和第二举升多级缸5的举升腔与油箱13的油路上设置有行程开关阀18。连接所述第一液控换向阀15的举升工作油口和第二液控换向阀16的举升工作油口与液控阀组9的工作油口 A的油路上处均设置有节流阀23。所述节流阀23均为单向节流阀插装件。所述溢流阀25均为溢流阀插装件，所述单向阀24均为单向阀插装件。所述第一液压泵I为恒压变量泵，所述第二液压泵2和第三液压泵3均为齿轮泵。本发明中，第一液控换向阀15和第二液控换向阀16均为板式液控换向阀，第一电磁换向阀20为二位三通电磁换向阀插装件，第二电磁换向阀19为二位二通电磁换向阀，节流阀23为二通单向节流阀插装件，单向阀24为二通单向阀插装件，溢流阀25为二通溢流阀插装件。本发明集成控制方案控制功能实施如下:
a)采用了独立的先导控制油路:第三液压泵3单独供压力油通过先导控制阀14控制主油路第一液控换向阀15和第二液控换向阀16的换向；
b)举升液压系统在举升时采用了三联泵中的第一液压泵I和第二液压泵2的压力油输出合流来达到需要的大流量；回收时仅第二液压泵2输出压力油进入油缸迫降腔。在整个举升过程中，包括了 4个基本动作功能、7个安全保护功能。本发明的4个基本功能如下。1、举升位置:操作先导控制阀14到举升位，操纵第一液控换向阀15和第二液控换向阀16左位换向，进油口 Pl与回油口 T之间和进油口 P2与回油口 T之间设置的溢流阀25建立举升系统压力，第一液压泵I和第二液压泵2所供液压油分别经第一液控换向阀15和第二液控换向阀16通过集成阀组9内部合流，进入第一举升多级缸4和第二举升多级缸5的举升腔，第一举升多级缸4和第二举升多级缸5迫降腔的液压油经第二液控换向阀16流回油箱13。
2、保持位置:操作先导控制阀14到中位，先导油路卸荷，第一液控换向阀15和第二液控换向阀16复位，压力油路阻断，车厢停止运动，同时单向平衡阀17还可以阻止车厢继续抬起。3、迫降位置:操作先导控制阀14到迫降位，操纵第一液控换向阀15和第二液控换向阀16右位换向，第一液压泵I高压口封死，系统压力上升达到第一液压泵I的设定压力，第一液压泵I输出零流量，第二液压泵2供液压油经第二液控换向阀16通过集成阀组9，进入第一举升多级缸4和第二举升多级缸5的迫降腔，工作油口 B与回油口 T之间油路上的溢流阀25建立迫降系统压力，第一举升多级缸4和第二举升多级缸5举升腔的液压油经第一液控换向阀15和第二液控换向阀16流回油箱13，车厢快速下降。4、浮动位置:车厢收回到位后，行程开关阀18换向，第一举升多级缸4和第二举升多级缸5举升腔接通油箱13。本发明的7个安全保护功能如下。1、车厢自重下降速度的调节:调节单向节流阀插装件来调节下降速度。2、车厢满载慢降速度的设定:在第二液控换向阀16的迫降先导油路29设置二位三通电磁换向阀，电磁铁得电控制该阀迫降先导油路29卸荷，第二液控换向阀16复位，油路阻断，在满载重量下，迫降回油只能经第一液控换向阀15回油，通过回油节流减缓举升油缸的下降速度，具备慢降功能。3、举升压力的调节:进油口 Pl与回油口 T之间和进油口 P2与回油口 T之间设置的溢流阀25插装于集成阀组9上，用来设定举升时的安全压力。4、迫降压力的调节:工作油口 B与回油口 T之间油路上的溢流阀25插装于集成阀组9上，用来设定迫降时的安全压力。5、防拔缸功能:随着车厢的逐渐抬起，矿石的重心可能会到车厢与车架的铰接重心线之后，活塞杆受拉，举升加速，在迫降油路加设单向平衡阀17，与回油口 T与工作油口B之间的油路上设置的单向阀24配合，可避免此现象带来的油缸损坏。6、液压泵故障时，防止车厢突然落下:在举升过程中，为防止液压泵突然损坏无流量输出，在进油口 Pl与第一液控换向阀15之间和进油口 P2与第二液控换向阀16之间的油路上分别设置有二通单向阀插装件。7、减小换向冲击:通过手动缓速操纵先导控制阀14换向，可减缓液第一液控换向阀15和第二液控换向阀16的换向冲击。
权利要求
1.一种大吨位非公路矿用自卸车举升液压系统，其特征在于，包括第一液压泵(I)、第二液压泵(2)、第三液压泵(3)、第一举升多级缸(4)、第二举升多级缸(5)、先导控制阀(14)、集成阀组(9)，所述第一液压泵(I)、第二液压泵(2)和第三液压泵(3)为三联泵，第一液压泵(I)的出油口通过第一进油路(6)与集成阀组(9)的进油口 Pl连通，第二液压泵(2)的出油口通过第二进油路(7)与集成阀组(9)的进油口 P2连通；集成阀组(9)的工作油口A通过第一工作油路(10)分别与第一举升多级缸(4)的举升腔和第二举升多级缸(5)的举升腔相连通，集成阀组(9)的工作油口 B通过第二工作油路(11)分别与第一举升多级缸(4)的迫降腔和第二举升多级缸(5)的迫降腔相连通，集成阀组(9)的回油口 T通过第一回油路(12)与油箱(13)连通； 所述第二工作油路(11)上设置有单向平衡阀(17)； 第三液压泵(3)的出油口经第三进油路(8)与先导控制阀(14)的进油口 PO连通，先导控制阀(14)的工作油口 Al通过举升先导油路(28)与集成阀组(9)的举升控制油口 X3连通，先导控制阀(14)的工作油口 BI经过迫降先导油路(29)与集成阀组(9)的迫降控制油口 X4连通，先导控制阀(14)的回油口 Tl通过第二回油路(26)与油箱(13)连通。
2.根据权利要求1所述的一种大吨位非公路矿用自卸车举升液压系统，其特征在于，集成阀组(9)包括以下元件:第一液控换向阀(15)、第二液控换向阀(16)、单向阀(24)、溢流阀(25)、第一电磁换向阀(20)、测压接头(21)，上述各部件通过内部设有液压油流动通道的油路块(27)联接组合而成； 所述集成阀组(9)的油路结构为:所述第一液控换向阀(15)与第二液控换向阀(16)左位时，进油口 Pl与工作油口 A之间通过第一液控换向阀(15)连通，进油口 P2与工作油口 A之间通过第二液控换向阀(16)连通，工作油口 B与回油口 T之间通过第二液控换向阀(16)连通；所述第一液控换向阀(15)与第二液控换向阀(16)右位时，进油口 P2与工作油口 B之间通过第二液控换向阀(16)连通，工作油口 A与回油口 T之间通过第一液控换向阀(15)与第二液控换向阀(16)连通；连接进油口Pl与回油口 T之间、连接进油口 P2与回油口 T之间、连接工作油口 B与回油口 T之间的油路上均连接有溢流阀(25);连接进油口 Pl与第一液控换向阀(15)之间、进油口 P2与第二液控换向阀(16)之间、回油口 T与工作油口B之间的油路上均设有单向阀(24);决定第一液控换向阀(15 )和第二液控换向阀(16 )左位换向的先导油路在油路块(27)内汇合后与举升控制油口 X3连通，决定第一液控换向阀(15)和第二液控换向阀(16)右位换向的先导油路在油路块(27)内汇合后与迫降控制油口X4连通；决定第二液控换向阀(16)右位换向的先导油路上设置有第一电磁换向阀(20),第一电磁换向阀(20)左位换向可连通第二液控换向阀(16)右位先导油腔与泄油口 X5。
3.根据权利要求1或2所述的一种大吨位非公路矿用自卸车举升液压系统，其特征在于，第三齿轮泵(3)提供的压力油通过先导控制阀(14)进入第一液控换向阀(15)和第二液控换向阀(16)的左位换向先导腔，或通过先导换向阀(14)进入第一液控换向阀(15)和第二液控换向阀(16)的右位换向先导腔，决定第一液控换向阀(15)和第二液控换向阀(16)换向。
4.根据权利要求1或2所述的一种大吨位非公路矿用自卸车举升液压系统，其特征在于，所述先导控制阀(14)举工作油口 Al与油箱(13)之间的油路上设置有第二电磁换向阀(19)，通过第二电磁换向阀(19)连通举升先导油路(28)与油箱(13)。
5.根据权利要求1所述的一种大吨位非公路矿用自卸车举升液压系统，其特征在于，连接所述第一举升多级缸(4)的举升腔和第二举升多级缸(5)的举升腔与油箱(13)的油路上设置有行程开关阀(18)。
6.根据权利要求2所述的一种大吨位非公路矿用自卸车举升液压系统，其特征在于，连接所述第一液控换向阀(15)的举升工作油口和第二液控换向阀(16)的举升工作油口与液控阀组(9)的工作油口 A的油路上处均设置有节流阀(23)。
7.根据权利要求6所述的一种大吨位非公路矿用自卸车举升液压系统，其特征在于，所述节流阀(23)均为单向节流阀插装件。
8.根据权利要求2所述的一种大吨位非公路矿用自卸车举升液压系统，其特征在于，所述溢流阀(25)均为溢流阀插装件，所述单向阀(24)均为单向阀插装件。
9.根据权利要求7所述的一种大吨位非公路矿用自卸车举升液压系统，其特征在于，所述第一液压泵(I)为恒压·变量泵··，·所述第二液压泵(2 )和第三液压泵(3 )均为齿轮泵。
全文摘要
本发明属于液压集成系统技术领域，提供了一种在保证元件标准化、通用化的同时，能耗损失低且操作简单、安全可靠的大吨位非公路矿用自卸车举升液压系统，为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为第一液压泵的出油口通过第一进油路与集成阀组的进油口P1连通，第二液压泵的出油口通过第二进油路与集成阀组的进油口P2连通；集成阀组的工作油口A通过第一工作油路分别与第一举升多级缸的举升腔和第二举升多级缸的举升腔相连通，集成阀组的工作油口B通过第二工作油路分别与第一举升多级缸的迫降腔和第二举升多级缸的迫降腔相连通，集成阀组的回油口T通过第一回油路与油箱连通，本发明主要用在矿用自卸车上。
文档编号B60P1/16GK103144566SQ201310101670
公开日2013年6月12日 申请日期2013年3月27日 优先权日2013年3月27日
发明者宋素丽, 白淑卿, 暴清平, 于跃东, 付毓, 张晟, 张艳云, 景小海, 杨巍, 杨护红 申请人:长治清华机械厂, 中国运载火箭技术研究院