一种摇摆机构及混凝土泵送设备的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种摇摆机构，用于驱动混凝土泵送设备的分配阀摆动，包括用于驱动分配阀的摆臂、用于驱动摆臂左右摆动的两个液压油缸，两个液压油缸的一端分别与摆臂的左右两侧连接，液压油缸为两级液压油缸。本发明还公开了一种包括上述摇摆机构的混凝土泵送设备。本发明提出的摇摆机构及具有此摇摆机构的混凝土泵送设备，换向速度快，冲击小，使得摇摆机构的换向时间接近混凝土泵送设备的主油缸换向时间，极大的提高泵送连续性。
【专利说明】一种摇摆机构及混凝土泵送设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种混凝土泵送设备的摇摆机构及混凝土泵送设备。
【背景技术】
[0002]如图1所示:现有的混凝土泵的泵送机构包括:主油缸la、lb、水箱2、输送缸3a、3b、砼活塞4a、4b、摇摆机构、搅拌系统6、料斗7和分配阀8等主要零部件组成。摇摆机构由左右两个摆阀油缸5a、5b和摆臂组成。在泵送状态时，在主油缸la、lb的作用下，砼活塞4b前进，4a后退，此时摇摆机构的摆阀油缸5b处于伸出状态，5a处于后退状态，摆臂驱动分配阀8摆动，分配阀8接通混凝土输送缸3b，3b里面的混凝土在活塞4b的推动下，由分配阀8进入输送管道；而料斗7里的混凝土被不断后退的活塞4a吸入混凝土输送缸3a。当4b前进，4a后退到位以后，控制系统发信号，使摆阀油缸5a伸出，5b后退，摆阀油缸5a、5b换向到位后，发出信号，使主油缸la、lb换向，推动活塞4a前进，4b后退，上一轮吸进输送缸3a里的混凝土被推入S管8进入输送管道，同时，输送缸3b吸料。如此反复动作完成混凝土料的泵送。
[0003]摇摆机构的摇摆速度决定了混凝土泵的换向速度。在混凝土泵送设备中要求换向速度快，冲击小，尽可能使左右两个摆阀油缸5a、5b的换向时间接近甚至小于主油缸la、lb的换向时间，这样能够极大的提高泵送连续性。现有的摆阀油缸为单级液压油缸，摆阀油缸由活塞杆组件和缸筒组成。目前摇摆机构的分配阀在启动初期，静摩擦阻力大，液压系统管道通流能力有限。液压油缸设计需要权衡利弊。如果缸径偏大，虽然推力大，启动速度快，但是运动过程中需要更多油液，加大了管道的压力损失，使得液压油缸最终速度较慢，总换向时间过长。如果缸径偏小，虽然运动最终速度快，但是启动偏慢，尤其是负载偏大时尤为明显，影响最终的换向时间。单级油缸不能兼顾启动速度与最快运动速度互相冲突的问题。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明提出一种摇摆机构及混凝土泵送设备，以解决摇摆机构的摇摆速度和混凝土泵送设备的换向时间的问题。
[0005]一方面，本发明提供了一种摇摆机构，用于驱动混凝土泵送设备的分配阀摆动，包括用于驱动分配阀的摆臂、用于驱动摆臂摆动的两个液压油缸，两个液压油缸的一端分别与摆臂的左右两侧连接，液压油缸为两级液压油缸。
[0006]进一步地，两级液压油缸包括缸筒、第一级活塞、活塞杆组件，第一级活塞与缸筒的内腔配合，第一级活塞上设置有空腔，活塞杆组件的一端与第一级活塞的空腔配合。
[0007]进一步地,第一级活塞设置有第一进出油口和第二进出油口，第一进出油口与缸筒的无杆腔相通，第二进出油口与缸筒的有杆腔相通。
[0008]进一步地，在缸筒的无杆腔端盖上设置有缓冲孔，活塞杆组件的一端设置有缓冲杆，缓冲孔与无杆腔相连通，缓冲杆直径小于第一进出油口直径。[0009]进一步地，在缸筒的有杆腔端盖上设置有缓冲槽，活塞杆组件与第一级活塞配合的端面上设置有缓冲槽。
[0010]进一步地，活塞杆组件包括活塞杆和第二级活塞，活塞杆与第二级活塞固定连接，第二级活塞与第一级活塞的空腔配合。
[0011]进一步地，活塞杆组件包括活塞杆，活塞杆的一端与第一级活塞的空腔配合。
[0012]进一步地，第一级活塞往复运动行程小于活塞杆组件往复运动行程。
[0013]进一步地，还包括用于驱动两个液压油缸的液压系统，在缸筒的无杆腔端盖上设置有第一过油口和进出油道，在缸筒的有杆腔位置设置有第二过油口，进出油道一端与缸筒的无杆腔相通，进出油道另一端与第一过油口相通，第二过油口与缸筒的有杆腔相通；两个液压油缸的第二过油口与液压系统的油箱相连通；两个液压油缸的第一过油口分别与液压系统的高压油路和低压油路相连通。
[0014]另一方面还提供了一种混凝土泵送设备，包括上述的摇摆机构。
[0015]本发明提供的一种混凝土泵送设备的摇摆机构及混凝土泵送设备，采用两级液压油缸，解决摇摆机构的摇摆速度和混凝土泵送设备的换向时间的问题。第一级活塞具有较大面积，较短的行程，使油缸具有足够推力，并且在较短的行程内接近最高运动速度；活塞杆组件具有较小面积，较长的行程，在满足驱动分配阀摆动推力的情况下，尽可能的使活塞杆组件以更高速度运动大部分行程，提高了摇摆机构的摇摆速度，缩短混凝土泵送设备的换向时间。
[0016]另外，采用两级液压油缸的摇摆机构，不仅在启动初期获得较快加速度，尽快达到稳定运动速度，在中期具有更高的稳定运动速度，而且在末期有更佳的缓冲效果。因为，左侧两级液压油缸伸出，右侧两级液压油缸缩回，左侧两级液压油缸快到位时，右侧的两级液压油缸的第一级活塞后退，由于第一级活塞面积较大，使得右侧的两级液压油缸的油液输出量增大，提高背压，降低了左侧两级液压油缸在末期伸出速度，从而获得更佳的缓冲效果。反之，右侧两级液压油缸快到位时，左侧的两级液压油缸的第一级活塞后退，由于第一级活塞面积较大，使得左侧的两级液压油缸的油液输出量增大，提高背压，降低了右侧两级液压油缸在末期伸出速度，从而获得更佳的缓冲效果。
[0017]该技术方案经过在混凝土泵送设备试验，换向速度快，冲击小，使得摇摆机构的换向时间接近混凝土泵送设备的主油缸换向时间，极大的提高泵送连续性，取得了预见不到的技术效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0019]图1为现有技术的混凝土泵送设备的泵送机构示意图；
[0020]图2为本发明摇摆机构的结构示意图；
[0021]图3为图1中第一实施例的两级液压油缸结构示意图；
[0022]图4为图1中第二实施例的两级液压油缸结构示意图；
[0023]图5为图1中第三实施例的两级液压油缸结构示意图。【具体实施方式】
[0024]需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0025]下面结合图2至图4，对本发明的优选实施例作进一步详细说明，本优选实施例的摇摆机构为例:
[0026]如图2所示，一种摇摆机构，用于驱动混凝土泵送设备的分配阀摆动，包括用于驱动分配阀的摆臂6、用于驱动摆臂6左右摆动的两个液压油缸，左侧液压油缸22驱动摆臂6向右摆动，右侧液压油缸4驱动摆臂6向左摆动。左侧液压油缸2的缸筒10与安装在混凝土泵送设备的料斗上的左支座I球接，右侧液压油缸4的缸筒10与安装在混凝土泵送设备的料斗上的右支座5球接，左右侧液压油缸2，4的活塞杆20分别与摆臂6的左右两侧球接。左侧液压油缸2和右侧液压油缸4均为两级液压油缸。所谓两级液压油缸是指液压油缸的活塞杆20伸出或缩回行程中，在恒定压力油作用下，具有两级推力。
[0027]如图3所示，两级液压油缸包括缸筒10、第一级活塞30、活塞杆组件，第一级活塞30位于缸筒10内腔内，第一级活塞30与缸筒10的内腔配合,将缸筒10分隔成有杆腔和无杆腔，第一级活塞30在缸筒10内往复运动行程中，不伸出缸筒10。第一级活塞30在缸筒10内往复运动行程较短，可以根据实际情况设计。第一级活塞30设置有第一进出油口300和第二进出油口 301，第一进出油口 300与缸筒10的无杆腔相通，第二进出油口 301与缸筒10的有杆腔相通。
[0028]第一级活塞30上设置有空腔，活塞杆组件的一端与第一级活塞30的空腔配合，活塞杆组件在第一级活塞30的空腔中往复运动，活塞杆组件在第一级活塞30的空腔中往复运动行程大于第一级活塞30在缸筒10内往复运动行程。活塞杆组件包括活塞杆20和第二级活塞21，活塞杆20与第二级活塞21固定连接，第二级活塞21与第一级活塞30的空腔配合。在缸筒10的无杆腔端盖103上设置有第一过油口 101，在缸筒10的有杆腔位置设置有第二过油口 100，第一过油口 101与缸筒10的无杆腔相通，第二过油口 100与缸筒10的有杆腔相通。如图2所示，左右两侧的两级液压油缸的第二过油口 100与液压系统的油箱3相连通；左右两侧的两级液压油缸的第一过油口 101分别用于与液压系统的高压油路和低压油路相连通。
[0029]两级液压油缸工作过程如下:
[0030]当第一过油口 101进入液压油，在启动初期，首先液压油的作用面积为缓冲杆22的横截面积，在很短行程之后，液压油通过缓冲杆22与缓冲孔102之间的配合间隙进入缸筒10的无杆腔内。此时，液压油的作用面积为第一级活塞30的横截面积，两级液压油缸的第一级推进力为第一级活塞30的横截面积与油压之乘积。活塞杆组件和第一级活塞30在第一级推进力的作用下，向左移动，活塞杆20伸出。当第一级活塞30被有杆腔端盖104阻挡时，第一级活塞30上的第二进出油口 301与第二过油口 100对齐，液压油进入第一级活塞30的第一进出油口 300，缸筒10的有杆腔内的液压油通过第二进出油口 301和第二过油口 100回油箱3，两级液压油缸处于中期，液压油的作用面积为第二级活塞21的横截面积，两级液压油缸的第二级推进力为第二级活塞21的横截面积与油压之乘积，活塞杆组件在第二级推进力的作用下，向左继续移动，活塞杆20继续伸出。第一级活塞30具有较大面积，较短的行程，使两级液压油缸具有足够推力，并且在较短的行程内达到或接近最高运动速度；第二级活塞21具有较小面积，较长的行程，在满足驱动分配阀摆动推进力的情况下，尽可能的使活塞杆组件以更高速度运动大部分行程，提高了摇摆机构的摇摆速度，缩短混凝土泵送设备的换向时间。此技术方案结合了大缸径液压油缸启动快与小缸径液压油缸运动速度快的特点。
[0031]另外，如图2所示，采用左侧液压油缸2驱动摆臂6向右摆动，右侧液压油缸4驱动摆臂6向左摆动。这种组合结构，两级液压油缸不仅在启动初期获得较快加速度，尽快达到稳定运动速度，在中期具有更高的稳定运动速度，而且在末期有更佳的缓冲效果。因为，左侧两级液压油缸2的活塞杆20伸出，右侧两级液压油缸4的活塞杆20在左侧两级液压油缸2的推进力作用下缩回，左侧两级液压油缸2快到位时，也就是说活塞杆20继续伸出快到终点时，左侧两级液压油缸2处于末期时，右侧的两级液压油缸的第一级活塞30开始后退，由于第一级活塞30面积较大，使得右侧的两级液压油缸的油液输出量增大，增大了背压，降低了左侧两级液压油缸2在末期伸出速度，从而获得更佳的缓冲效果。反之，右侧两级液压油缸4快到位时，也就是说活塞杆20继续伸出快到终点时，右侧两级液压油缸4处于末期时，左侧的两级液压油缸的第一级活塞30开始后退，由于第一级活塞30面积较大，使得左侧的两级液压油缸的油液输出量增大，提高背压，降低了右侧两级液压油缸4在末期伸出速度，从而获得更佳的缓冲效果。
[0032]为减少第一级活塞30在缸筒10内往复运动行程终点位置的冲击，在缸筒10的有杆腔端盖104上设置有缓冲槽105，缓冲槽105可以减少第一级活塞30和活塞杆组件对有杆腔端盖104的冲击。为了减少活塞杆组件在第一级活塞30的内腔中往复运动行程终点位置的冲击，在缸筒10的无杆腔端盖103上设置有缓冲孔102，缓冲孔102与第一过油孔和缸筒10的无杆腔相通，活塞杆组件的一端设置有的缓冲杆22。活塞杆20缩回快到终点时，缓冲杆22插入第一进出油口 300和缓冲孔102中，两级液压油缸的无杆腔液压油经过缓冲杆22与缓冲孔102之间的间隙流出，活塞杆20继续缩回，缓冲杆22与缓冲孔102之间的间隙逐渐减少，从而减少活塞杆组件在第一级活塞30的内腔中缩回行程终点位置的冲击。另外，活塞杆组件与第一级活塞30配合的端面上设置有缓冲槽23，活塞杆20缩回行程中，缓冲杆22插入第一进出油口 300和缓冲孔102中，当活塞杆组件与第一级活塞30的端面靠近时，缓冲槽23减少了活塞杆组件对第一级活塞30的冲击。
[0033]如图4所示，第二实施例的两级液压油缸与图3所示的两级液压油缸不同在于，活塞杆组件由活塞杆20和缓冲杆22组成，活塞杆20的一端直接与第一级活塞30的空腔配合。省去了第二级活塞21。两级液压油缸还可以其它类型结构，只要能实现两级推进力，都在本发明保护范围之内。
[0034]如图5所示，第三实施例的两级液压油缸与图3所示两级液压油缸不同在于，在缸筒的无杆腔端盖103上设置有进出油道106，进出油道106 —端与缸筒的无杆腔相通，进出油道106另一端与第一过油口 101相通。当第一过油口 101进入液压油，在启动初期，液压油通过进出油道106进入缸筒的无杆腔内。液压油的作用面积为第一级活塞30的横截面积。该技术方案与图3所示的第一实施方案启动更快，在很短的行程内达到或接近最高运动速度。另外，为了避免影响缸筒10无杆腔的回油缓冲效果，可以在进出油道106上设置单向阀。
[0035]本发明还提供了一种混凝土泵送设备，包括上述的摇摆机构，将摇摆机构安装到混凝土泵送设备后，经过实验不仅换向速度快，冲击小，而且使得摇摆机构的换向时间接近混凝土泵送设备的主油缸换向时间，极大的提高泵送连续性，取得了预见不到的技术效果。
[0036]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种摇摆机构，用于驱动混凝土泵送设备的分配阀摆动，包括用于驱动分配阀的摆臂(6)、用于驱动摆臂(6)左右摆动的两个液压油缸(2，4)，两个液压油缸(2，4)的一端分别与摆臂(6)的左右两侧连接，其特征在于，液压油缸为两级液压油缸。
2.根据权利要求1所述的摇摆机构，其特征在于，两级液压油缸包括缸筒(10)、第一级活塞(30)、活塞杆组件，第一级活塞(30)与缸筒(10)的内腔配合，第一级活塞(30)上设置有空腔，活塞杆组件的一端与第一级活塞(30)的空腔配合。
3.根据权利要求2所述的摇摆机构，其特征在于，第一级活塞(30)设置有第一进出油口(300)和第二进出油口(301)，第一进出油口(300)与缸筒(10)的无杆腔相通，第二进出油口(301)与缸筒(10)的有杆腔相通。
4.根据权利要求3所述的摇摆机构，其特征在于，在缸筒(10)的无杆腔端盖(103)上设置有缓冲孔(102)，活塞杆组件的一端设置有缓冲杆(22)，缓冲孔(102)与无杆腔相连通，缓冲杆(22)直径小于第一进出油口(300)直径。
5.根据权利要求4所述的摇摆机构，其特征在于，在缸筒(10)的有杆腔端盖(104)上设置有缓冲槽(105)，活塞杆组件与第一级活塞(30)配合的端面上设置有缓冲槽(23)。
6.根据权利要求2至5任意一项所述的摇摆机构，其特征在于，活塞杆组件包括活塞杆(20)和第二级活塞(21)，活塞杆(20)与第二级活塞(21)固定连接，第二级活塞(21)与第一级活塞(30)的空腔配合。
7.根据权利要求2至5任意一项所述的摇摆机构，其特征在于，活塞杆组件包括活塞杆(20)，活塞杆(20)的一端与第一级活塞(30)的空腔配合。
8.根据权利要求2至5任意一项所述的摇摆机构，其特征在于，第一级活塞(30)往复运动行程小于活塞杆组件往复运动行程。
9.根据权利要求8所述的摇摆机构，其特征在于，还包括用于驱动两个液压油缸(2，4)的液压系统，在缸筒(10)的无杆腔端盖(103)上设置有第一过油口(101)和进出油道(106)，在缸筒(10)的有杆腔位置设置有第二过油口(100)，进出油道(106) —端与缸筒(10)的无杆腔相通，进出油道(106)另一端与第一过油口( 101)相通，第二过油口( 100)与缸筒(10)的有杆腔相通；两个液压油缸(2，4)的第二过油口(100)与液压系统的油箱(3)相连通；两个液压油缸(2，4)的第一过油口(101)分别与液压系统的高压油路和低压油路相连通。
10.一种混凝土泵送设备，其特征在于，包括如权利要求1至9任意一项所述的摇摆机构。
【文档编号】F15B15/06GK103470555SQ201310409281
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月10日 优先权日:2013年9月10日
【发明者】胡任, 黄勃, 康磊 申请人:三一汽车制造有限公司