专利名称：一种矿山隧道挖装机的液压传动机构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及挖装机械，尤其涉及矿山隧道挖装机的液压传动。
背景技术：
矿山隧道挖装机主要用于矿山或钻爆法施工的隧道内的废渣装载。如图1所示， 现有挖装机主要由挖掘机构1、液压传动与电气控制系统2、电动机与柴油发动机双动力系 统3、输渣机构4及行走机构5等部分组成。挖掘机构1在主机架的头部，四轮一带装在底 盘两侧作为行走机构，液压传动与电气控制系统2完成挖装机的挖装功能，输送槽从主机 中间穿过，主机的两侧分别放置柴油机和电动机，液压传动系统和电气控制系统也安装在 主机的两侧。挖装机的行走机构实现挖装机的前进、后退和转向，挖掘机构和运渣机构是挖装 机工作的主要部分，作业时挖掘机构将远处的废渣扒到运渣机构的输送槽内，输送槽内的 刮板皮带将废渣输送到自卸汽车上运走。内燃机/电动机双动力系统根据工作环境为挖 装机提供动力源，液压油源如图5所示为两个双连液压泵，主泵为开式变量柱塞泵50、51， 控制油源泵为齿轮泵52、53，主泵50、51通过梭阀54为供油管道34提供压力油，控制油泵 52,53通过梭阀54为供油管道35提供控制油。液压传动系统为挖装机各个执行机构提供 动力，电气控制系统对整机进行监测、控制。如图2所示，现有挖装机全液压传动系统的控 制一般采用液压比例减压先导阀6、7控制，其需要进行比例控制的部分有行走马达的方 向及速度调节；摆臂回转油缸方向及速度调节；动臂油缸、铲斗油缸、斗杆油缸动作方向及 速度调节。由于现有挖装机全液压传动系统的控制一般采用液压比例减压先导阀控制，虽 然也具有操作灵活、反应灵敏的优点，但这种复杂的外置式先导控制油路具有较长的控制 回路和胶管，从而导致液压管路密封性能下降，并具有故障难以处理等弊端。
实用新型内容本实用新型目的是简化液压传动系统控制回路，以克服现有技术弊端。为实现本实用新型目的，这种矿山隧道挖装机液压传动机构液压传动系统将液压 先导减压比例阀和液控阀组合控制改为比例电磁阀和液控阀组合控制。使现有挖装机驾驶 室中的液压先导减压阀换为手控电位器和比例电磁阀，比例电磁阀与液控阀装设在主机的 液压集成单元上。改进后的本实用新型其特征在于它由操作杆、电压调节器、比例电磁阀和液控阀 及被控对象组成，所述操作杆的输出与电压调节器的输入端相连，电压调节器的输出分别 接于比例电磁阀的控制端，比例电磁阀的输出经管路和液控阀与被控对象连通。所述电压调节器由电位器和比例控制模块构成，电位器的滑动触头与操作杆连 接，电位器的另一端接于比例控制模块的输入端。所述被控对象为铲斗油缸、斗杆油缸、动臂油缸、摆臂回转油缸和行走马达。所述铲斗油缸、斗杆油缸和动臂油缸的液压控制回路为三路相互并联的相同结构，其中压力油经压力管道接液控阀入口，再经功率分配阀接液控阀下部工作油口后，经管 道与铲斗油缸的下腔相通；压力油经液控阀的上部工作油口后，经管道与铲斗油缸的上腔 相通。所述摆臂回转油缸的液压控制回路包括分配阀和液控阀，压力油经管道接功率分 配阀后入液控阀，再经液控阀下部工作油口后，经管道与摆臂回转油缸的上腔相通；压力油 经液控阀的上部工作油口后，经管道与摆臂回转油缸的下腔相通。所述行走马达的液压控制回路为两路相互并联的相同结构，压力油经管道入功率 分配阀后入液控阀，再经液控阀下部工作油口后，经管道与马达的左腔相通；压力油经液控 阀的上部工作油口后，经管道与马达的右腔相通。本实用新型工作原理及工作过程如图3所示为手控电位器操纵手柄17控制电位 器18的位移，经过比例控制模块29将电压信号转换为电流信号，电流信号强弱与操纵手柄 17位移大小成正比。手控电位器的输出与各回路的比例电磁铁相接，操纵手柄17的前后方 向决定其中相关比例电磁阀的动作，也决定了液控阀8的工作位置。本实用新型取得的技术进步由于将较长的外置式先导控制油路改进为装设在主 机液压集成单元上的手控电位器控制的比例电磁阀，从而使液压管道简化，大大减少了液 压油泄漏环节，并使得系统安装调试方便，元件更换率降低，故障更容易处理，行走部分和 工作机构的无级调速过程更容易控制。
图1为本实用新型整体结构示意图。图2为现有液压传动系统结构示意图。图3为本实用新型工作原理结构示意图。图4为本实用新型铲斗液压传动结构示意图。图5为本实用新型摆臂回转油缸液压传动结构示意图。图6为本实用新型行走马达液压传动结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步说明。实施例1 如图2 图4所示，改进后的本实用新型由操作杆17、电压调节器、比例 电磁阀10、IOa和液控阀8及被控对象20组成，操作杆17的输出与电压调节器的输入端相 连，电压调节器的输出分别接于比例电磁阀10、10a的控制端，比例电磁阀10、10a的输出经 管路和液控阀8与被控对象20连通。其中电压调节器由电位器18和比例控制模块29构 成，电位器18的滑动触头与操作杆17连接，电位器18的另一端接于比例控制模块29的输 入端。被控对象分别为铲斗油缸9、斗杆油缸15、动臂油缸16。手控电位器操作杆17控制的比例电磁阀10、IOa与液控阀8通过电连接装设在主 机的液压集成单元上。铲斗油缸9、斗杆油缸15和动臂油缸16的液压控制回路为三路相互 并联的相同结构，压力油经压力管道接液控阀8入口，再经功率分配阀12接液控阀8下部 工作油口后，经管道与铲斗油缸9的下腔相通；压力油经液控阀8的上部工作油口后，经管 道31与铲斗油缸9的上腔相通。以铲斗油缸9为例其工作过程为操纵手控电位器18发出的电压信号经比例放大后变为电流信号控制比例电磁阀10或10a，两比例电磁阀10或 IOa控制液控阀8进行换向。当比例电磁阀IOa有信号时，控制液控阀8换向下位工作，工 作压力油经压力管道34、32进入液控阀8，然后经功率分配阀12后回到液控阀8的下部工 作油出口，通经管道33再进入铲斗油缸9的下腔推动液压活塞杆；当比例电磁阀10有信号 时，液控阀8换向上位工作，压力油经液控阀8的上部工作油出口通经管道31进入铲斗油 缸9的上腔，液压活塞杆收回，完成铲斗油缸9的一个周期动作。由于手控电位器18发出 的控制信号是线性的，比例电磁阀10或IOa的流量是和其成比例的，因此铲斗油缸9的液 压活塞杆的动作位移是由控制信号调节的。实施例2 如图5所示，本实施例与实施例1不同之处是被控对象20为摆臂回转 油缸19，所述摆臂回转油缸19的液压控制回路包括分配阀12和液控阀8，压力油经管道34 接功率分配阀12后入液控阀8，再经液控阀8下部工作油口后，经管道与摆臂回转油缸19 的上腔相通；压力油经液控阀8的上部工作油口后，经管道与摆臂回转油缸19的下腔相通。 摆臂回转油缸19的运动方向由比例电磁阀10、10a控制液控阀8实现，速度的大小由比例 电磁阀10、10a的控制行程决定。其工作过程为司机室内的手控电位器18发出的控制信 号控制比例电磁阀10、14的动作，当控制信号使比例电磁阀IOa动作时，比例电磁阀IOa使 液控阀8下位工作，压力油经过管道34进入功率分配阀12进入液控阀8，经过阀8的下部 工作油口通过管道38、39进入摆臂回转油缸19的上腔，使摆臂回转油缸19的活塞杆回缩； 当控制信号使比例电磁阀10动作时，液控阀8上位工作，压力油经液控阀8的上工作油口 通过管道37、36进入摆臂回转油缸19的下腔，使油缸活塞杆伸出。实施例3 如图6所示，本实施例与实施例1不同之处是被控对象20为行走马达 21，所述行走马达21的液压控制回路为两路相互并联的相同结构，压力油经管道34入功率 分配阀12后入液控阀8，再经液控阀8下部工作油口后，经管道与行走马达21的左腔相通； 压力油经液控阀8的上部工作油口后，经管道与行走马达21的右腔相通。行走马达21的 方向控制由比例电磁阀10、10a通过液控阀8控制，可以实现整机的前进、后退或转向，速度 的大小由比例电磁阀10、10a的控制行程决定。其工作过程为司机室内的手控电位器18 发出的控制信号控制比例电磁阀10、10a的动作，当控制信号使比例电磁阀IOa动作时，比 例电磁阀IOa使液控阀8下位工作，压力油经过管道34进入功率分配阀12，进入液控阀8， 从其下部工作油口流出经过管道40进入行走马达21的左腔，使行走马达21转动；当控制 信号使比例电磁阀10动作时，液控阀8上位工作，压力油经液控阀8的上部工作油口然后 通过管道41进入行走马达21的右腔，使行走马达21转动，当行走时两个行走马达21的转 向同步，当转弯时两个行走马达21的转向异步。
权利要求一种矿山隧道挖装机的液压传动机构，其特征在于它由操作杆(17)、电压调节器、比例电磁阀(10，10a)和液控阀(8)及被控对象(20)组成，所述操作杆(17)的输出与电压调节器的输入端相连，电压调节器的输出分别接于比例电磁阀(10，10a)的控制端，比例电磁阀(10，10a)的输出经管路和液控阀(8)与被控对象(20)连通。
2.根据权利要求1所述的矿山隧道挖装机的液压传动机构，其特征在于所述电压调节 器由电位器(18)和比例控制模块(29)构成，电位器(18)的滑动触头与操作杆(17)连接， 电位器(18)的另一端接于比例控制模块(29)的输入端。
3.根据权利要求1或2所述的矿山隧道挖装机的液压传动机构，其特征在于所述被控 对象(20)为铲斗油缸(9)、斗杆油缸(15)、动臂油缸(16)、摆臂回转油缸(19)和行走马达 (21)。
4.根据权利要求3所述的矿山隧道挖装机的液压传动机构，其特征在于所述铲斗油缸 (9)、斗杆油缸(15)和动臂油缸(16)的液压控制回路为三路相互并联的相同结构，压力油 经压力管道接液控阀(8)入口，再经功率分配阀(12)接液控阀(8)下部工作油口后，经管 道与铲斗油缸(9)的下腔相通；压力油经液控阀(8)的上部工作油口后，经管道(31)与铲 斗油缸(9)的上腔相通。
5.根据权利要求4所述的矿山隧道挖装机的液压传动机构，其特征在于所述摆臂回转 油缸(19)的液压控制回路包括分配阀(12)和液控阀(8)，压力油经管道(34)接功率分配 阀(12)后入液控阀(8)，再经液控阀⑶下部工作油口后，经管道与摆臂回转油缸(19)的 上腔相通；压力油经液控阀(8)的上部工作油口后，经管道与摆臂回转油缸(19)的下腔相
6.根据权利要求5所述的矿山隧道挖装机的液压传动机构，其特征在于所述行走马达 (21)的液压控制回路为两路相互并联的相同结构，压力油经管道入功率分配阀(12)后入 液控阀(8)，再经液控阀(8)下部工作油口后，经管道与马达(20)的左腔相通；压力油经液 控阀(8)的上部工作油口后，经管道与马达(20)的右腔相通。
专利摘要本实用新型公开了一种矿山隧道挖装机的液压传动机构，它由操作杆、电压调节器、比例电磁阀和液控阀及被控对象组成，所述操作杆的输出与电压调节器的输入端相连，电压调节器的输出分别接于比例电磁阀的控制端，比例电磁阀的输出经管路和液控阀与被控对象连通。所述电压调节器由电位器和比例控制模块构成，电位器的滑动触头与操作杆连接，电位器的另一端接于比例控制模块的输入端。由于将较长的外置式先导控制油路改进为装设在主机液压集成单元上的手控电位器控制的比例电磁阀，从而使液压管道简化，大大减少了液压油泄漏环节，并使得系统安装调试方便，元件更换率降低，故障更容易处理，行走部分和工作机构的无级调速过程更容易控制。
文档编号E02F9/22GK201738370SQ201020272779
公开日2011年2月9日 申请日期2010年7月28日 优先权日2010年7月28日
发明者母世英, 范振虎, 贾粮棉, 赖涤泉 申请人:石家庄铁道大学;河北冀川实业总公司