正铲液压挖掘机铲斗水平推出时的能量回收系统.pdf

议压 枷 ， ， 回 蝣 一 孑 g 液压 液力 正铲液压挖掘机铲斗水平 本 文 介绍 了 日立 建机 株式 会社 申请 的专 利 ，该专利 用于正铲液压挖掘机 ，可以有效地 回收铲 斗水 平推出时损失 的液 压能 。图 1为整 机简 图。 围 1 1 行走部分2 ． 转 台部分3动臂4斗杆5铲斗 6 动臂 液压 缸7斗 杆液压 虹8 ． 转斗液 压缸5 a斗 尖 正 铲 液压 挖 掘 机作 业 时 ，要 水 平 推 出铲 斗 ，而铲斗水平 推出的动作 ，通常是通过动臂 端部、斗杆、铲斗和转斗液压缸构成的平行连 杆机构，并由斗杆 、转斗缸驱动和控制，使铲 斗对地角度保持一定。与此同时，动臂下降使 铲斗的斗尖水平地推出去 。 ． 1 传统的平推方法 铲斗水平推出的控制技术 ，是在检测出动 臂 的转动角和斗杆的转动角之后 ，算 出斗杆端 部位置、斗杆缸和伸出速度及动臂缸的收缩速 度，以便使铲斗水平移动。同时，根据这一运 算结果，由电磁比例阀控制动臂缸的供油量 。 按照这种控制技术，铲斗水平推出时，由 于铲掘物料的反作用力或动臂、斗杆 、铲斗等 作业装 置的 自重 ，将 因节流而造 成很大 能量损 失 。 本专利介绍 的能量 回收液压 回路见 图 2 。 泵 l 1 用于斗杆缸，泵 l 2用于动臂缸，由这两 一 3 6一一 T “ s 2 1 个泵 形成泵 组 ，液压 马达 1 3为变量 马达 。铲 斗水 平推 出时 ，换 向阀 l 4转换 到 “ 口 的 位置 上 ，由动臂缸 6大 腔排 出的压力 油使变量马达 l 3转动 ，其余的油和泵 1 1排出的油台流， 图 2 增大了斗杆缸 7的伸出速度，从而间接地 回收 了能 量 。图 2中 1 5，1 6是 检测斗 杆和 动臂转 动角 的 电位计 ， 1 7是运算 装置 ，1 8是 铲斗水 平 推 出 的 指令 开 关 。根 据来 自开 关 1 8的指 令 ，运算装置对保证铲斗水平推出的动臂缸的 收缩速度进行运 算 ，并 相应调 节变 量液压马达 1 3的调节器 1 3 A。l 9是动臂缸的控制 阀，2 O 是斗杆缸的控制 阀 。图 3是相 应 的液压 控制回 路 。图 中 2 2是动臂 用的 变量液 压马达 。开关 培 发 出铲 斗水 平 推 出的指令 后 ，电磁换 向阀 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 3和 2 4共 同转换 到 “ 口 的位置 上 ，把 动臂 缸 的大 腔与变 量液压 泵马 达组 2 2的一 个油 口相 连 ，同时变 量液压 泵马 达组 2 2的 另一油 口与 斗杆 用的液 压泵 1 1的排 油 口相 连 ，变量液 压 泵马达组 2 2 排 出的油与液压泵 1 1 排出的油合 流 。这样 ，铲 斗水 平推出作业时 ，使来 自动臂 缸大 腔的压力 油有 效地 利用起来 ，不 白白浪 费 掉 。 这种平推方法 的主要缺点是 1 除配备动臂和斗杆用的液压泵 1 1 ， 1 2之外，还必须备有另外回收能量用的变量 液压 马达 1 3 图 2 。 圈 3 2 通常 动臂 用的液压泵马达组 除用于动 臂之外，还可用于行走和铲斗回路 ，但图3所 示 的控制 回路 中，铲斗水平 推 出作业 时 ，不能 用于行走，也不能操纵铲斗，所以其操纵性能 很 差 。 2新型复台控 制平推 液压 系统 本专利提供一种可完成复合动作的铲斗平 推液压 系统 该 液 压 系统 包 括 斗 杆 、动臂 和转 斗液 压 缸 、供 油液 压泵 、变量液压 马达 其 一端 与油 箱相连 ，另一端 或与挖掘机 上车转 台等负载侧 相 连 ，或 与动臂 大腔 相连 ，调节 器 调 节变 量 液压泵 马达组 的倾 转量 、指令 手段 给铲 斗的水平 推 出下 指令 、换 向阀 当发 出铲 斗 水平推 出指令时，变量液压泵马达组 的另一端 与动臂缸 的大腔相连 ；当没有上述指 令时，变 量液压 泵 、马达 的 另一端与 负载 相连 、运算 手段 有 铲 斗水 平推出指令时 ，根据 斗杆端部 位置和斗杆缸的伸出速度计算动臂缸的收缩速 度 和控制手段 。 围 4 当铲斗水平 推 出指令发 出后 ，通过 转向阀 使动臂缸的大腔 与变量 液压泵 马达组相 连 。动 臂下降产生的高压油使变量液压泵、马达回 转。即变量液压泵马达作为马达使用 ，沿着原 动机增速的方 向传递扭矩 ，使能量回收 这 时 ，通过动臂用 的液 压泵就可 以驱动转 斗缸 或 行走 液压 马达 。不执行 铲 斗水平 推 出指令 时 ， 一 3 7 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 用换向阀与变量液压泵马达组例如回转马达的 负载侧相连，变量液压马进作为液压泵使用 以图4 图 5为说明本专利的实例 。 图 5 由原动机 图中没有示 出驱动第一变量 泵l 1和 第 二 变 量 泵 l 2以及 变 量 泵 马 达 组 3 1 。第 一 变 量 泵 l 1通 过 调 节 阀 3 3 A、3 3 B、 3 3 C 分别 将压力 油供给 斗杆缸 7 、转斗缸 8和 左侧 行走 液压 马达 3 2 L；第二 变量 泵 l 2通过 调节 阀 3 4 A、3 4 B、3 4 C 分别将 压 力油供给 动 臂缸 6 L、6 R、转 斗油缸 8和 右侧的行走 液压 马 达 3 2 R；变量 液压 泵马达组 3 l通过 电磁换 向阀3 5和调节阀 3 6 A将增速用压力油供给左 右动臂缸 6 R、6 L，此外还通过 电磁换 向阀 3 5 和 调节 阀 3 6 A、3 6 B将 压 力 油供 给 回转 马达 3 7。 变 量 液 压 泵 马 达 组 3l的排 量 由调 节 器 3 1 A 控 制 ，以保 证 铲斗 水 平推 出时所 需 的 动 臂 F降量 3 7是 单 向阀 ，3 8是节 流 阀 ，在 铲 斗水平 推 出时 ，通过 它们 ，油高效地 流入 动臂缸 6的 小腔 ，使动臂缸 6顺利 地收缩 。 图 5表 示 铲斗 水 平 推 出 的控 制 系统 4 1 是 运算 回路 ，根 据 铲斗 水 平 推 出的 指令 开 关 l 8发 出的指 令 ，从角 规 电位计 1 5 、 1 6取 出角度信号 ，求 出斗杆 4的端部位 置和斗 杆缸 7的伸 出速 度 ，进而 求 出 动臂 缸 6的收 缩 速 度 ，以保 证铲斗在其对地 角度 保持一定 的状 态 下水平推出，同时动臂下降。为了获得这一收 缩 速 度 ，要 把 控 制信 号 供 给 电磁 比例 阀 4 2 ， 通 过 该 电 磁 比 例 阀 把 压 力 油 供 给 调 节 器 3 1 A，控 制 变量 液压 泵 马达组 3 1的变 量机 构 得到所希望 的排 油量 。另外 ，铲斗水平推 出指 令开关 l 8的指令信号也供 给电磁换 向阀 3 5的 螺 线管 部 3 5 A，铲 斗水 平推 出时 ，电磁换 向 阀 3 5转换 到 “ V I 的位置 上 由以上实 例可知 ，当铲斗水平推 出时 ，可 以通 过 回转用 的或 增速用的变量液压泵 马达组 回收能量 ，同时可操纵 铲斗或用于行走 ，提高 了挖 掘机 的操纵性 能 。 苗臻先译 自日本公 开特许套报 平1 1 7 8 6l 8 郑秋霖弘文较 上 接第 l 9页 供 电电压 V 外形尺 寸 mm 1 7 5 0 7 2 01 1 2 0 机 重 k g 绞车牵引力 N E 1 ’。 。 l搅拌器拌制的砂浆与混凝土物理一 力学特征 1 2 5 1 0 0 0 材料 消耗 k g／Il l 拌 合物 搅 拌 密度 抗 压强 均方 差 强度 变 水灰 比 流动性 时 间 k g ／I l l 度 极 限 异 系数 水 泥 砂 碎 石 水 rai n r MP a 1 M P a e ra r ％1 3 6 0 1 8 0 0 2 o 0 0 ． 5 5 l 0 ． 5 5 2 0 60 1 0 ． 4 06 6 6 3 2 7 0 7 60 11 8 0 l 9 0 0 ． 7 4 7 2 3l 0 l 1 6 0 5 5 4 ． 7 搅拌器通过在试验场试验与现场的实际使 高。 用表 明符合订货 单位要求。拌合物各组成成分 赵 玉芳 经搅拌后分布相当均匀，砂浆与混凝土试块强 度 变 异 系 数 为4 ％ 一6 ％ ， 大 大 低 于 赵冲 F OCT1 6 3 4 9 8 5要求 ，实 际证 明搅 拌质 量较 一 3 8一 p 4 H ～ 3 -吕m TJ I C 自 译 Ⅲ 摘 m校 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m