液控变速—调速回路的制作方法

专利名称:液控变速—调速回路的制作方法
本发明属于用液压控制阀改变油马达扭矩和转速的一种液压变速-调速回路装置。
经检索，与本发明技术背景相关文件四篇，JP56-14603、JP55-159301、JP55-139502、EP0089412。其中1981年2月12日公开的日本JP56-14603专利-“调节器的控制回路”，其回路装置主要用四个止回阀，可变减压阀组成控制阀，用一个操纵杆来控制液压回路的调速运动，进行停止、运动方向、运动速度的控制。但是，它的调速是通过止回阀闭锁力减小而实现的，也就是说，通过泄漏来达到调速目的的。所以其效率低，损失能量大。
本发明的目的在于，克服已有技术的上述不足之处，而设计一种由双向变量泵1、控制阀4、手动二位四通换向阀6、第一单向阀7、第二单向阀8、配套的油箱5及液压管路，来控制两个理论排量相等的定量油马达的进出油孔，造成两个油马达油路联结方式的改变，使其有时并联，有时串联。两马达并联时形成大扭矩低转速运转;串联时，可形成小扭矩高转速运转。
本发明的任务是由以下设计来完成的液控变速-调速回路装置，是由双向变量油泵1、第二定量油马达2、第二定量油马达3以及配套的液压管路所组成，还配装控制阀4、手动二位四通换向阀6、第一单向阀7、第二单向阀8等。
两个结构相同且理论排量相等的油马达，其输出轴共同驱动同一回转体9。
控制阀4是由可开可关的第一止回阀4、1、第二止回阀4、2、第三止回阀4、3所组成。各止回阀的阀芯上部，设有控制油口。当控制油口通压力油时，靠油压及弹簧力将阀芯下移，由于阀芯锥面的密封作用，使阀体的两个通油孔断开;当止回阀控制油孔通过手动二位四通换向阀回油孔d2，接通油箱时，止回阀的第一、第二通油孔由于阀芯上移而互通。止回阀各控制油孔的通径小，可保证止回阀动作的稳定性。
控制阀4的油路连接如下第一止回阀4、1的第一通油孔C1与双向变量油泵1的第一通油孔a1及第一定量油马达2的第一通油孔b1相连;第三止回阀4、3的第二通油孔C3与双向变量油泵1的第二通油孔a2及第二定量油马达3的第二通油孔b4相连;第二止回阀4、2的第二通油孔C5与第一止回阀4、1的第二通油孔c2相连，并共同与第二定量油马达3的第二通油孔b3相通;第二止回阀4、3的第一通油孔C4与第三止回阀4、3的第一通油孔C7相连，并共同与第一定量油马达2的第二通油孔b2相通;第一止回阀4、1的控制油孔C3与第三止回阀4、3的控制油孔C9常通，所以第一止回阀的阀芯与第三止回阀的阀芯同步动作。
手动二位四通换向阀6的油路连接如下其工作油孔d3可接通第二止回阀4、3的控制油孔C6，或可接通第一止回阀4、1之控制油孔C3与第三止回阀4、3的控制油孔C9;其工作油孔d4可接通第一止回阀4、1之控制油孔C3与第三止回阀4、3的控制油孔C9或可接通第二止回阀4、2的控制油孔C6;当手动二位四通换向阀6在图示位置时，其第一工作油孔d3通压力油孔d1，第二工作油孔d4通回油孔d2。当手动二位四通换向阀6换向时，其第一工作油孔d3通回油孔d2，第二工作油孔d4通压力油孔d1;回油孔d2常通油箱5。第一单向阀7的一次压力端通油孔e1，第二单向阀8的一次压力端通油孔f1分别通双向变量油泵1的第一通油孔a1及第二通油孔a2;第一单向阀7的二次压力端通油孔e2与第二单向阀8的二次压力端通油孔f2相连，并共通手动二位四通换向阀6的压力油孔d1。
本发明所述回路的动作第一种情况当二位四通换向阀6操纵杆在附图所示位置时，该阀工作油孔d3与压力油孔d1通;工作油孔d4与回油孔d2通。第二止回阀4、2的控制油孔C6通压力油，若不改虑管路损失，压力油的工作压力与双向变量油泵1的工作压力相等，油压力和弹簧弹力共同作用在阀芯上面的下压力始终比阀芯下面的上顶力大，因此，第二止回阀4、2阀芯下压，使第二止回阀的第一通油孔C4与第二通油孔C5不通。
在此情况下，当双向变量油泵1的第一通油孔a1排油时，压力油流向第一定量油马达第一通油孔b1;同时，压力油经第一止回阀第一、第二通油孔C1、C2进入第二定量油马达第一通油孔b3。其第二通油孔b4通双向变量油泵1的第二通油孔a2。第一定量油马达2的第二通油孔b2经第三止回阀4、3的第一、第二通油孔C7、C8与双向变量油泵的第二通油孔a2相通。结果两定量油马达2、3以相同方向、相同速度并联运转。
如果双向变量油泵1的第二通油孔a2排压力油时，压力油经第二单向阀8一次压力端通油孔f1，二次压力端通油孔f2通手动二位四通换向阀6，仍然可使第二止回阀4、2阀芯下压，封住C4、C5油孔。此时，两定量油马达同时换向，同速度并联运转。
在第一种情况下，两马达为并联输出最大扭矩M1＝1.5qp·28＝2×1.59pq输出最高转速n1＝ (Q)/(2q)(式中p为回路工作压力，q为两个油马达的排量，Q为油泵流量。)第二种情况当手动二位四通换向阀6换向时，该阀第一工作油孔d3与回油孔d2通，第二工作油孔d4与压力油孔d1通。控制油孔C6泄压，阀芯上移，这时，第二止回阀4、2的第一通油孔C4与第二通油孔C5相通，控制油孔C3、C9通压力油，第一止回阀4、1和第三止回阀4、3阀芯均下压，封住C1、C2油孔和C7、C3油孔。
当双向变量油泵1的第一通油孔a1排压力油时，压力油可达第一定量油马达2的第一通油孔b1，进入油马达2做功，再由第二通油孔b2流出，经第二止回阀4、2的第一通油孔C4与第二通油孔C5进入第二定量油马达3的第一通油孔b3，使第二定量油马达运转，压力油由第二定量油马达第二通油孔b4流回双向变量油泵1的第二通油孔a2。这样两马达以相同转向，相同转速串联运转。
如果双向变量油泵1的第二通油孔a2排压力油时，压力油将从第二通油孔a2流向第二定量油马达3的第二通油孔b4，使第二油马达回转，再从第一通油孔b3排出压力油，经第二止回阀4、2的第二、第一通油孔C5、C4，进入第一定量油马达的第二通油孔b2，使第一定量油马达2回转，再从第一通油孔b1流回双向定量油泵1的第一通回孔a1。这样，两马达以相同的转速换向串联运转。
此时两马达输出最高转速为n2＝ (Q)/(q)最大输出扭矩M2＝1.59pq由此得出串联时与并联时速比i= (n2)/(n1) =e综上所述，本发明的液控变速-调速回路，在具有调速性能的同时，还可实现两级变速第一级速度为两油马达并联，输出扭矩大而转速低;第二级速度为两油马达串联，输出扭矩小而转速高，速比i＝2。
本发明与现有技术相比具有如下优点
1、液控变速-调速回路中的控制阀4，其作用相当于一个速比i＝2的变速器。
2、所采用的液压元件结构简单，易制造，成本低。
3、该回路的控制在于手动二位四通换向阀6，只要将油管加长，即可实现远距离变速。
4、在双向变量油泵总排量不增加的情况下，可实现高速轻载和低速重载，例如用于液压绞车之类机械设备，其泵站电机功率可减低，尤其在大流量高压系统中效果更显著，可大大降低机械设备的总成本。
1、双向变量油泵2、第一定量油马达3、第二定量油马达4、控制阀4、1第一止回阀4、2第二止回阀4、3第三止回阀5、油箱6、手动二位四通换向阀7、第一单向阀8、第二单向阀9、回转体a1-双向变量泵第一通油孔a2-双向变量泵第二通油孔b1-第一定量油马达第一通油孔b2-第一定量油马达第二通油孔b3-第二定量油马达第一通油孔b4-第二定量油马达第二通油孔
C1-第一止回阀第一通油孔C2-第一止回阀第二通油孔C3-第一止回阀控制油孔C4-第二止回阀第一通油孔C5-第二止回阀第二通油孔C6-第二止回阀控制油孔C7-第三止回阀第一通油孔C8-第三止回阀第二通油孔C9-第三止回阀控制油孔d1-手动二位四通换向阀压力油孔d2-手动二位四通换向阀回油孔d3-手动二位四通换向阀第一工作油孔d4-手动二位四通换向阀第二工作油孔e1-第一单向阀一次压力端通油孔e2-第一单向阀二次压力端通油孔f1-第二单向阀一次压力端通油孔f2-第二单向阀二次压力端通油孔本发明的实施例设计一台KCY-6/900液压绞车，要求牵引速度0～2米/秒，牵引力最大为6吨力;
按本发明设计，可使绞车具有两个极级。
1.两马达串联绞车牵引速度0-2米/秒，最大牵引力为3吨力;
2.两马达并联绞车牵引速度0-1米/秒，最大牵引力为6吨力。
这时，泵的最大流量350升/分，工作压力160kgf/cm2，电机功率为100千瓦。
如果按公知技术设计，则变量泵最大流量为700升/分，工作压力160kgf/cm2，电机功率为170千瓦。
相比之下，本发明可使设备体积减小，制造成本降低。
权利要求
1.液控变速--调速回路，是属于用液压控制阀改变油马达扭矩和转速的一种液压变速--调速回路装置，它是由双向变量油泵1、理论排量相等的第一定量油马达2、第二定量油马达3及液压管路所组成，其特征在于，回路中还有控制阀4、手动二位四通换向阀6、第一单向阀7、第二单向阀8所构成。
2.根据权利要求
1所述的液控变速-调速回路，其特征在于，上述的控制阀4是由可开可关的第一止回阀4、1、第二止回阀4、2、第三止回阀4、3所组成。
3.根据权利要求
1或2所述的液控变速-调速回路，其特征在于，所述的控制阀4的第一止回阀4、1之第一通油孔C1与双向变量油泵1的第一通油孔a1及第一定量油马达2的第一通油孔b1相连，第三止回阀4、3的第二通油孔C8与双向变量油泵1的第二通油孔a2及第二定量油马达3的第二通油孔b4相连，第二止回阀4、2的第二通油孔C5与第一止回阀4、1的第二通油孔C2相连，并共同与第二定量油马达3的第一通油孔b3相通;第二止回阀4、2的第一通油孔C4与第三止回阀4、3的第一通油孔
7相连，并共同与第一定量油马达2的第二通油孔b2相通，第一止回阀4、1的控制油孔C3与第三止回阀4、3的控制油孔C9常通。
4.根据权利要求
1所述的液控变速-调速回路，其特征在于，其中的手动二位四通换向阀6的工作油孔d，可接通第二止回阀4、2的控制油孔C6，或可接通第一止回阀4、1之控制油孔C3与第三止回阀4、3的控制油孔C9，手动二位四通换向阀6的工作油孔d，可接通第一止回阀4、1之控制油孔C3与第三止回阀4、3的控制油孔C9，或可接通第二止回阀4、2的控制油孔C6。
5.根据权利要求
1所述的液控变速-调速回路，其特征在于，其中的手动二位四通换向阀6，第一工作油孔d3通压力油孔d1，第二工作油孔d4通回油孔d2，手动二位四通换向阀6换向后，第一工作油孔d3可通回油孔d2，第二工作油孔d4可通压力油孔d1，回油孔d2常通油箱5。
6.根据权利要求
1所述的液控变速-调速回路，其特征在于，其中的第一单向阀7的一次压力端通油孔e1、第二单向阀8的一次压力端通油孔f1分别通双向变量油泵1的第一通油孔a1及第二通油孔a2，第一单向阀7的二次压力端通油孔e2与第二单向阀8的二次压力端通油孔f2相连，并共通手动二位四通换向阀6的压力油孔d1。
专利摘要
液控变速—调速回路，是属于用液压控制阀改变油马达扭矩和转速的一种液压变速—调速回路装置。在由双向变量油泵1及两理论排量相等的是量油马达2、3组成的调速回路中，增加由三个止回阀构成的控制阀4、手动二位四通换向阀6及单向阀7、8等，即构成本发明的液控变速—调速回路。用止回阀控制油马达进出油孔，使两排量相等的油马达有时并联，有时串联，从而可改变两马达输出扭矩及转速。本装置所采用的液压原件易制造、成本低，还可实现远距离操作。
文档编号F15B11/00GK87105549SQ87105549
公开日1988年2月10日 申请日期1987年8月15日
发明者胡万德 申请人:石家庄煤矿机械厂