专利名称：瞬时液压系统交流变换装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于工程机械液压系统的控制装置，特别适用于轮式装载机、液压挖掘机、推土机等液压系统的瞬时液压交流变换装置。
目前，轮式装载机、液压挖掘机、推土机等工程机械一般是以液压系统控制铲斗进行铲、挖、推作业的。铲、挖、推阻力是设备的主要外负荷，外负荷中的尖峰荷段则是阻止铲、挖、推工作继续进行的限制力。40－70年代国外曾研制了把振动铲和振动运输机组合成的装载机，因结构庞大操纵不方便，以及此振动突破阻力的效果不明显而无法推广。在挖掘机和推土机上，曾有人用旋转偏心块为振动源应用在铲斗和推土板上，也因其结构复杂而无法使用。80－90年代，外国又有人设想用电子计算机控制铲斗运动的最佳轨迹，以达到减小阻力的目的，因对作业条件有限制和成本高而无法在工程机械上应用。目前，为了克服铲斗的铲挖阻力所采用的主要技术措施是加大功率和机重，这样势必造成浪费能源和提高成本。
本实用新型的目的是对现有机械不作改动的条件下，利用工程机械本身具有的液压能源，直接将直流液压能源转变成交流液压能源，实现铲斗的瞬时振动来陡降铲挖阻力，把铲挖阻力的尖峰值削平，即降低外负荷的最大值，从而提高和扩大设备的工作效率和使用性能。
本实用新型的目的是这样实现的在工程机械的液压系统中安装一个瞬时液压交流变换装置，它包括组装在机架上的单向节流阀、电磁阀和液压阀，液压阀中的主控阀上设有与控制系统相接的压力油进、出口，并分别通过电磁阀、两个单向节流阀与液压阀中的副控阀相应油口相接，与连接工作液压系统和工作油缸的工作阀油口相接，分别组成三个油路回路。通过各阀之间的相通和相互作用，将直流液压能源变换成交流液压能源，使工作油缸中的活塞往复运动，从而达到铲斗瞬时振动的目的。
由于该装置可在对现有机械不作改动的条件下，即不加大功率或机重的条件下，附在装载机或液压挖掘机的液压系统上直接应用，所以既降低了成本又节约了能源。该装置能使铲斗在铲挖阻力接近峰值负荷区时就输出交变液压流，推动工作油缸使铲斗输出振动机械力，可使铲挖阻力降低1／2－1／4。此振动把铲挖阻力的尖峰值削平，即降低外负荷中的最大值，从而显著提高铲斗的装满系数和工作效率，并扩大机械的使用性能。该装置体积小、重量轻、无噪音，可调范围大，可用于任何需要将直流液压转变成交流液压源的设备上。
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型的一种具体结构示意图。
图2是本实用新型的主控阀的一种具体结构示意图。
图3是本实用新型的副控阀的一种具体结构示意图。
图4是本实用新型的工作阀的一种具体结构示意图。
图5是本实用新型工作原理示意图。
根据
图1－5详细说明本实用新型的具体结构和工作原理。该装置包括组装在机架5上的两个单向节流阀3、电磁阀4和由主控阀1、副控阀2、工作阀6组成的液压阀。主控阀1上设有与控制系统相接的压力油进口P、出口O，油口7、8分别通过单向节流阀3与副控阀2的油口15、16相接，主控阀1的油口11、12分别通过电磁阀4与副控阀2的油口13、14相接，主控阀1的油口9、10分别与工作阀6的油口17、18相接，分别组成三个油路回路。主控阀1的阀芯上设有两个节流孔，副控阀2的16－15、15－14、14－13间的三个油腔其横截面积逐渐递减，工作阀6还设有与工作液压系统相接的压力油进口P′和出口O′，其油口19、20分别与工作阀油缸相接。主控阀1、副控阀2、工作阀6设计成各自独立的液压控制阀，便于工艺加工，但为了减小外形体积，取消连接油路，可在三种阀芯结构完全不变的条件下，直接加工成一个整体。
在电磁阀4电路未接通时，接在油口11－13、12－14油路之间的电磁阀使油口14封闭，油口11－12－13油路相通，使主控阀1的阀芯左端为回油油路，阀芯在右端压力油的作用下，停在如图2所示的左端位置不动，副控阀2通过油口7－15及8－16间的单向节流阀3将压力油引入油口16－15和15－14间的油腔内，由于前者油腔的横截面积大于后者，所以副控阀芯也停在如图3所示的左端不动，此时工作液压系统为原有的直流液压系统使用状态。当铲斗需要振动时，即需要将直流液压系统变成交流液压系统使用时，将电磁阀4电路接通，电磁阀芯接通油口11－13、12－14间的油路，压力油经P－7－3－15－14－4－12油路通至如图2的主控阀芯左端，7－3－15－14－3－12阀芯左端截面积大于右端截面积，使阀芯向右移动，当主控阀芯右移到将压力油进口P及油口8通路封闭，而主控阀芯上的节流孔使油口16－单向节流阀3－8－O油路接通时，则副控阀芯右端与回油路相通而失压，此副控阀芯在经另一油路P－7－单向节流阀3－15流入阀体中腔的压力油作用下向右移动，右端的油经油口16－3－8－节流孔－O的油路流回油箱，当副控阀芯右移至接通油口14－13时，主控阀芯左端油路14－13－4－12－11－O接通，主控阀芯左端换压，阀芯开始左移，当阀芯移至使P－8－3－16油路接通时，副控阀芯也开始左移。如此主控阀芯的左、右移动使通过油路9－17、10－18相接的工作阀6的阀芯也左右移动，从而使与油缸相连的油口19、20交替变换成进油口和出油口，即将直流液压转变成交流液压输出。利用控制单向节流阀3的流量就可控制主控阀芯往复的频率及到位后停留的时间，主控阀1又控制工作液压系统中的工作阀芯往复的频率和左右端的停留时间，工作阀6又进一步控制工作油缸活塞的往复运动，从而使铲斗实现不同频率和振幅的振动。电磁阀4电路的接通和切断可以用压力继电器自动控制，也可用电钮手动控制。接通电磁阀4的电路，铲斗就产生振动，切断电路后，铲斗的振动停止，并且各阀皆恢复到原始的位置，系统复原到直流液压使用状态，铲斗也复原到原有的状态。通过对装载机的模拟实验得知，铲斗的振动可使铲挖阻力降低1／2－1／4。铲斗铲挖阻力的减小，可使铲挖深度增加，使铲斗的装满系数或工作效率显著提高，当铲斗越过峰值负荷后，此瞬时振动即停止。装载机利用该瞬时液压交流变换装置，还能提高铲斗铲装大块沉重矿岩的铲装能力，扩大使用范围。将该装置用在液压挖掘机上，瞬时振动有助于挖掘干燥坚硬的表土层或冻土层。该装置可用在任何需要将直流液压源转变成交流液压源的设备上。
权利要求1.一种用于工程机械液压系统的瞬时液压交流变换装置，包括组装在机架上的两单向节流阀、和由主控阀、副控阀、工作阀组成的液压阀，其特征是主控阀上设有与控制系统相接的压力油进口(P)、出口(O)，其油口(7)、(8)分别通过单向节流阀与副控阀的油口(15)、(16)相接，主控阀的油口(11)、(12)分别通过电磁阀与副控阀的油口(13)、(14)相接，主控阀的油口(9)、(10)分别与连接工作液压系统和工作油缸的工作阀油口(17)、(18)相接，分别组成三个油路回路。
2.根据权利要求1所述的瞬时液压交流变换装置，其特征是主控阀的阀芯上设有两个节流孔。
3.根据权利要求1所述的瞬时液压交流变换装置，其特征是副控阀设有三个截面积递减的油腔。
4.根据权利要求1所述的瞬时液压交流变换装置，其特征是主控阀、副控阀、工作阀可以利用油管连结在一起，也可直接加工成一体。
专利摘要一种用于工程机械液压系统的瞬时液压交流变换装置，包括组装在机架上的两单向节流阀、和由主控阀、副控阀、工作阀组成的液压阀，其中主控阀上设有与控制系统相接的压力油进口、出口，其油口分别通过单向节流阀与副控阀的油口相接，主控阀的油口分别通过电磁阀与副控阀的油口相接，主控阀的油口分别与连接工作液压系统和工作油缸的工作阀油口相接，分别组成三个油路回路。该装置体积小、重量轻、无噪音，可调范围大，显著提高工作效率。
文档编号F15B3/00GK2180818SQ93229819
公开日1994年10月26日 申请日期1993年11月30日 优先权日1993年11月30日
发明者李健成, 高维华 申请人:李健成