一种挖掘机动臂油缸自动切换液压系统的制作方法
【专利摘要】一种挖掘机动臂油缸自动切换液压系统，包括至少一个主油缸、至少一个蓄能油缸和蓄能器，还包括液控换向阀和小油箱，所述主油缸的大腔与小腔分别与液压主阀或液压油分配器连通，所述蓄能油缸的大腔与所述蓄能器连通，所述蓄能油缸的小腔通过所述液控换向阀与所述小油箱连通或与所述液压主阀或液压油分配器连通，所述液控换向阀通过切换开启位置或关闭位置控制所述蓄能油缸的小腔与小油箱连通或与所述液控主阀或液压油分配器连通。
【专利说明】
一种挖掘机动臂油缸自动切换液压系统
技术领域
[0001]本发明涉及一种工程机械用挖掘机及其动臂油缸，特别是一种挖掘机及其动臂油缸三缸与两缸液控自动切换液压系统。
【背景技术】
[0002]现有技术的节能挖掘机液压系统容易因氮气进入，液压元件出现气蚀、油箱膨胀等现象，影响液压挖掘机的节能降耗及操作性能，且无法满足安全性的要求。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种挖掘机及其动臂油缸自动切换液压系统，使挖掘机更加节能，且挖掘机的操作性能更加优异。
[0004]为了实现上述目的，本发明提供了一种挖掘机动臂油缸自动切换液压系统，包括至少一个主油缸、至少一个蓄能油缸和蓄能器，其中，还包括液控换向阀和小油箱，所述主油缸的大腔与小腔分别与液压主阀或液压油分配器连通，所述蓄能油缸的大腔与所述蓄能器连通，所述蓄能油缸的小腔通过所述液控换向阀与所述小油箱连通或与所述液压主阀或液压油分配器连通，所述液控换向阀通过切换开启位置或关闭位置控制所述蓄能油缸的小腔与小油箱连通或与所述液控主阀或液压油分配器连通。
[0005]上述的挖掘机动臂油缸自动切换液压系统，其中，所述液控换向阀包括:
[0006]阀体，内部设置有互相连通的容置腔和阀芯孔，所述容置腔包括同轴顺序设置的第一油腔、第二油腔和第三油腔，所述第一油腔和第二油腔之间设置有第一隔离凸台，所述第二油腔与第三油腔之间设置有第二隔离凸台，所述阀芯孔与所述容置腔同轴设置并位于所述阀体的两端，所述第一油腔通过第一连通孔与所述液控主阀或液压油分配器连通，所述第二油腔通过第二连通孔与所述蓄能油缸的小腔连通，所述第三油腔通过第三连通孔与所述小油箱连通；
[0007]滑阀，两端分别安装在所述阀芯孔上并位于所述容置腔内，所述滑阀上相对于所述第一隔离凸台和第二隔离凸台分别设置有第一开口和第二开口，所述滑阀相对于所述阀体分别具有一开启位置和一关闭位置，所述滑阀上设置有回油通路；
[0008]左端盖，安装在所述阀体的左端；
[0009]右端盖，安装在所述阀体的右端，所述右端盖的腔体内设置有弹性复位件，所述弹性复位件的两端分别抵靠在所述右端盖的腔体内壁和所述滑阀的凸肩上，所述右端盖的腔体与挖掘机的回油油路连通；以及
[0010]小阀芯，安装在所述左端盖内并与所述滑阀的左端抵接，所述小阀芯与所述滑阀同轴设置，所述左端盖上设置有控制油路，所述控制油路的一端与所述第一连通孔连通，所述控制油路的另一端与所述小阀芯连通。
[0011]上述的挖掘机动臂油缸自动切换液压系统，其中，所述小阀芯包括阀芯本体和设置在所述阀芯本体上的第一油路和第二油路，所述第一油路与所述控制油路连通，所述第二油路与所述阀体回油油路连通。
[0012]上述的挖掘机动臂油缸自动切换液压系统，其中，所述阀芯本体上设置有第一受力面和第二受力面，所述第一受力面为所述阀芯本体的左端面，所述第二受力面为所述阀芯本体的凸肩面，所述第二受力面平行于所述第一受力面，所述第一油路的两端分别连通于所述第一受力面与所述第二受力面。
[0013]上述的挖掘机动臂油缸自动切换液压系统，其中，所述液控换向阀还包括节流螺塞，设置在所述左端盖内并位于所述控制油路上，所述节流螺塞上设置有用于限制流量的节流孔，所述节流螺塞的节流孔的直径为0.3?2毫米。
[0014]上述的挖掘机动臂油缸自动切换液压系统，其中，所述滑阀的本体上还设置有第一节流槽，所述第一节流槽位于所述第一开口靠近所述第一隔离凸台的一侧。
[0015]上述的挖掘机动臂油缸自动切换液压系统，其中，所述滑阀的本体上还设置有第二节流槽，所述第二节流槽位于所述第二开口靠近所述第二油腔的一侧。
[0016]上述的挖掘机动臂油缸自动切换液压系统，其中，所述第一节流槽和/或所述第二节流槽分别包括沿所述阀体的圆周均布的多个半圆槽，所述半圆槽为2-6个。
[0017]上述的挖掘机动臂油缸自动切换液压系统，其中，所述液控换向阀切换所述开启位置的液压油压力值为120-200bar。
[0018]上述的挖掘机动臂油缸自动切换液压系统，其中，所述液控换向阀切换所述关闭位置的液压油压力值为200-290bar。
[0019]本发明的技术效果在于:
[0020]本发明的换向阀采用整体式结构，结构紧凑，实现方便，可使蓄能系统与液压系统隔开，预防栗的气蚀等现象，同时使液压挖掘机能够进一步提高操作性能。满足各种吨位液压挖掘机的动臂实现挖掘机的两缸与三缸的自由转换及实现增加挖掘力和支车功能，且可达到节能降耗的目的。
[0021]以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
【附图说明】
[0022]图1为本发明一实施例的液压系统原理图；
[0023]图2为本发明一实施例的液控换向阀剖面图(关闭位置)；
[0024]图3为本发明一实施例的液控换向阀剖面图(开启位置)；
[0025]图4为本发明一实施例的滑阀结构示意图；
[0026]图5为本发明一实施例的小阀芯结构不意图；
[0027]图6为本发明的液控换向阀原理图。
[0028]其中，附图标记
[0029]100主油缸
[0030]200蓄能油缸
[0031]300蓄能器
[0032]400小油箱
[0033]500液控换向阀
[0034]I 阀体
[0035]11容置腔
[0036]111 第一油腔
[0037]112 第二油腔
[0038]113第三油腔
[0039]114第一连通孔
[0040]115第二连通孔[0041 ] 116第三连通孔
[0042]12阀芯孔
[0043]13第一隔离凸台
[0044]14第二隔离凸台
[0045]2 滑阀
[0046]21 第一开口
[0047]22 第二开口
[0048]23第一节流槽
[0049]24第二节流槽
[0050]25回油通路[0051 ] 3左端盖
[0052]31控制油路
[0053]4右端盖
[0054]41弹性复位件
[0055]42 腔体
[0056]5小阀芯
[0057]51阀芯本体
[0058]52第一油路
[0059]53第二油路
[0060]54第一受力面
[0061]55第二受力面
[0062]6节流螺塞
[0063]61节流孔
[0064]600液压主阀或液压油分配器
【具体实施方式】
[0065]下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述:
[0066]参见图1，图1为本发明一实施例的液压系统原理图。本发明的挖掘机动臂油缸自动切换液压系统，包括至少一个主油缸100、至少一个蓄能油缸200和蓄能器300，还包括液控换向阀500和小油箱400，所述主油缸100的大腔与小腔分别与液压主阀或液压油分配器600连通，所述蓄能油缸200的大腔与所述蓄能器300或者其他的辅助液压系统连通，所述蓄能油缸200的小腔通过所述液控换向阀500与所述小油箱400连通或与所述液压主阀或液压油分配器600连通，所述液控换向阀500通过切换开启位置或关闭位置控制所述蓄能油缸200的小腔与小油箱连通或与所述液控主阀或液压油分配器600连通。与主油缸100大小腔连接的液压主阀或者液压油分配器600是与液压栗连接的，负责高压油的分配，由操作手柄控制，可以选择向主油缸100或者蓄能(辅助)油缸200的大小腔供高压油。
[0067]参见图2及图3，图2为本发明一实施例的液控换向阀剖面图(关闭位置);图3为本发明一实施例的液控换向阀剖面图(开启位置)。本发明的液控换向阀500，用于液压挖掘机动臂油缸的三缸与两缸自动切换，所述液控换向阀500包括:阀体I，内部设置有互相连通的容置腔11和阀芯孔12，所述容置腔11包括同轴顺序设置的第一油腔111、第二油腔112和第三油腔113，所述第一油腔111和第二油腔112之间设置有第一隔离凸台13，所述第二油腔112与第三油腔113之间设置有第二隔离凸台14，所述阀芯孔12与所述容置腔11同轴设置并位于所述阀体I的两端，所述第一油腔111通过第一连通孔114与所述液压挖掘机的液压主阀或液压油分配器600连通，所述第二油腔112通过第二连通孔115与所述蓄能油缸200的小腔连通，所述第三油腔113通过第三连通孔116与所述小油箱400连通，优选所述第一连通孔114、第二连通孔115及所述第三连通孔116的轴线互相平行，且所述第一连通孔114与所述第三连通孔116位于所述阀体I的同侧，第二连通孔115位于与第一连通孔114与所述第三连通孔116相对的一侧;滑阀2(参见图4)，两端分别安装在所述阀芯孔12上并位于所述容置腔11内，所述滑阀2上相对于所述第一隔离凸台13和第二隔离凸台14分别设置有第一开口21和第二开口 22，所述滑阀2相对于所述阀体I分别具有一开启位置(参见图3)和一关闭位置(参见图2)，所述滑阀2上设置有回油通路25，所述滑阀2的本体上还可设置有第一节流槽23，所述第一节流槽23位于所述第一开口 21靠近所述第一隔离凸台13的一侧，所述第一节流槽23优选为沿所述阀体I的圆周均布的多个半圆槽，所述半圆槽优选为2-6个，所述滑阀2的本体上还可设置有第二节流槽24，所述第二节流槽24位于所述第二开口 22靠近所述第二油腔112的一侧，所述第二节流槽24可包括沿所述阀体I的圆周均布的多个半圆槽，所述半圆槽优选为2-6个;左端盖3，安装在所述阀体I的左端;右端盖4，安装在所述阀体I的右端，所述右端盖4的腔体42内设置有弹性复位件41，所述弹性复位件41的两端分别抵靠在所述右端盖4的腔体42端部的内壁上和所述滑阀2的凸肩上，所述右端盖4的腔体42与所述液压挖掘机的回油油路连通；以及小阀芯5，安装在所述左端盖3内并与所述滑阀2的左端抵接，所述小阀芯5与所述滑阀2同轴设置，所述左端盖3上设置有控制油路31，所述控制油路31的一端与所述第一连通孔114连通，所述控制油路31的另一端与所述小阀芯5连通。为减小换向冲击，还可包括节流螺塞6，设置在所述左端盖3内并内置于所述控制油路31上，所述节流螺塞6上设置有用于限制流量的节流孔61，节流孔61大小可根据流量的大小进行调节，可选择不安装节流孔，或者，优选节流螺塞6的节流孔61的直径为0.3?2毫米。
[0068]参见图5，图5为本发明一实施例的小阀芯结构示意图。本实施例中，所述小阀芯5包括阀芯本体51和设置在所述阀芯本体51上的第一油路52和第二油路53，所述第一油路52与所述控制油路31连通，该第一油路52例如可为互相垂直的两个孔互相连通而成，其中一个孔与阀芯本体51同轴，所述第二油路53与所述回油通路25连通。其中，所述阀芯本体51上设置有第一受力面54和第二受力面55，所述第一受力面54为所述阀芯本体51的左端面，所述第二受力面55为所述阀芯本体51的凸肩面，所述第二受力面55平行于所述第一受力面54，所述第一油路52的两端分别连通所述第一受力面54与所述第二受力面55。液控换向阀500开启与关闭的压力是不一致的，通过小阀芯5的第一受力面54与第二受力面55分别实现，即该小阀芯5包括仅第一受力面54受力和第一受力面54和第二受力面55同时受力两种情况，液控换向阀500的开启压力范围优选为120-200bar，液控换向阀500的关闭压力范围优选为 200_290bar。
[0069]参见图6，图6为本发明的液控换向阀原理图。正常工况下，液控换向阀500的A 口(即第二连通孔115的出口)与蓄能油缸200的小腔直接相连，通过滑阀2第二开口 22使液控换向阀500的T口( S卩第三连通孔116的出口)与小油箱400相连，液控换向阀500的B口(即第一连通孔114的出口)与液压主阀或液压油分配器600相连，开始时(未换向时)，换向阀A口与T 口接通，使动臂蓄能油缸200的小腔与小油箱400接通，当B 口压力升高时，液压油经节流螺塞6的节流孔61节流后，在控制油路31与小阀芯5连通的区域内建立压力油，通过第一受力面54及第二受力面55推动小阀芯5换向，继而推动滑阀2换向，通过滑阀2的第一开口21使换向阀A 口与B 口接通，动臂蓄能油缸200的小腔与液压主阀或液压油分配器600接通，通入高压油，右端盖4的腔体42通过出口 bl与挖掘机的回油油路相连。
[0070]本发明通过液控换向阀及小油箱，使其在正常动臂下降和动臂油缸小腔负载较小的情况下，主油缸的小腔进油，蓄能油缸的小腔连接回油，当动臂支车等需要动臂油缸小腔的负载较大的情况下，与主油缸小腔相连的液压主阀或液压油分配器的压力升高，有压液压油经过液控换向阀内节流孔作用到液控换向阀内的小阀芯，使液控换向阀内的滑阀换向，可使蓄能油缸小腔自动从回油切换到高压油状态，与液压主阀或液压油分配器连接，实现支车等动作。本发明应用于但不限于动臂油缸的自动切换，也可用于其他机械的其他油缸的切换工况。
[0071]当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
【主权项】
1.一种挖掘机动臂油缸自动切换液压系统，包括至少一个主油缸、至少一个蓄能油缸和蓄能器，其特征在于，还包括液控换向阀和小油箱，所述主油缸的大腔与小腔分别与液压主阀或液压油分配器连通，所述蓄能油缸的大腔与所述蓄能器连通，所述蓄能油缸的小腔通过所述液控换向阀与所述小油箱连通或与所述液压主阀或液压油分配器连通，所述液控换向阀通过切换开启位置或关闭位置控制所述蓄能油缸的小腔与小油箱连通或与所述液控主阀或液压油分配器连通。2.如权利要求1所述的挖掘机动臂油缸自动切换液压系统，其特征在于，所述液控换向阀包括: 阀体，内部设置有互相连通的容置腔和阀芯孔，所述容置腔包括同轴顺序设置的第一油腔、第二油腔和第三油腔，所述第一油腔和第二油腔之间设置有第一隔离凸台，所述第二油腔与第三油腔之间设置有第二隔离凸台，所述阀芯孔与所述容置腔同轴设置并位于所述阀体的两端，所述第一油腔通过第一连通孔与所述液控主阀或液压油分配器连通，所述第二油腔通过第二连通孔与所述蓄能油缸的小腔连通，所述第三油腔通过第三连通孔与所述小油箱连通； 滑阀，两端分别安装在所述阀芯孔上并位于所述容置腔内，所述滑阀上相对于所述第一隔离凸台和第二隔离凸台分别设置有第一开口和第二开口，所述滑阀相对于所述阀体分别具有一开启位置和一关闭位置，所述滑阀上设置有回油通路； 左端盖，安装在所述阀体的左端； 右端盖，安装在所述阀体的右端，所述右端盖的腔体内设置有弹性复位件，所述弹性复位件的两端分别抵靠在所述右端盖的腔体内壁和所述滑阀的凸肩上，所述右端盖的腔体与挖掘机的回油油路连通；以及 小阀芯，安装在所述左端盖内并与所述滑阀的左端抵接，所述小阀芯与所述滑阀同轴设置，所述左端盖上设置有控制油路，所述控制油路的一端与所述第一连通孔连通，所述控制油路的另一端与所述小阀芯连通。3.如权利要求2所述的挖掘机动臂油缸自动切换液压系统，其特征在于，所述小阀芯包括阀芯本体和设置在所述阀芯本体上的第一油路和第二油路，所述第一油路与所述控制油路连通，所述第二油路与所述阀体回油油路连通。4.如权利要求2或3所述的挖掘机动臂油缸自动切换液压系统，其特征在于，所述阀芯本体上设置有第一受力面和第二受力面，所述第一受力面为所述阀芯本体的左端面，所述第二受力面为所述阀芯本体的凸肩面，所述第二受力面平行于所述第一受力面，所述第一油路的两端分别连通于所述第一受力面与所述第二受力面。5.如权利要求4所述的挖掘机动臂油缸自动切换液压系统，其特征在于，所述液控换向阀还包括节流螺塞，设置在所述左端盖内并位于所述控制油路上，所述节流螺塞上设置有用于限制流量的节流孔，所述节流螺塞的节流孔的直径为0.3?2毫米。6.如权利要求2所述的挖掘机动臂油缸自动切换液压系统，其特征在于，所述滑阀的本体上还设置有第一节流槽，所述第一节流槽位于所述第一开口靠近所述第一隔离凸台的一侧。7.如权利要求6所述的挖掘机动臂油缸自动切换液压系统，其特征在于，所述滑阀的本体上还设置有第二节流槽，所述第二节流槽位于所述第二开口靠近所述第二油腔的一侧。8.如权利要求7所述的挖掘机动臂油缸自动切换液压系统，其特征在于，所述第一节流槽和/或所述第二节流槽分别包括沿所述阀体的圆周均布的多个半圆槽，所述半圆槽为2-6个。9.如权利要求1、2、3、5、6、7或8所述的挖掘机动臂油缸自动切换液压系统，其特征在于，所述液控换向阀切换所述开启位置的液压油压力值为120-200bar。10.如权利要求1、2、3、5、6、7或8所述的挖掘机动臂油缸自动切换液压系统，其特征在于，所述液控换向阀切换所述关闭位置的液压油压力值为200-290bar。
【文档编号】F15B13/02GK105840567SQ201610333550
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年5月18日
【发明人】刘军, 郇庆祥, 李合永, 孙艳林, 张洪德, 巩秀江, 赵光明, 杜艳, 张海洋
【申请人】山东常林机械集团股份有限公司