专利名称：先导阀操作装置及包括该先导阀操作装置的挖掘机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及操作装置，具体而言，涉及一种先导阀操作装置及包括该先导阀操作装置的挖掘机。
背景技术：
液压挖掘机包括工作装置、回转装置、行走装置，发动机动力系统、液压系统、驾驶室总成等等。液压系统分为主油路和控制油路。主油路包括液压泵、主控阀、管路、行走马达，回转马达等；控制油路包括先导阀，电磁阀、分流阀、管路等。如图I和图2所示，先导阀安装在驾驶室内，直接由操作手通过与护套4’连接的手柄5’操作，弯杆3’嵌设在护套4’内，并与手柄5’固定连接，通过弯杆3’控制挖掘机完成各种作业。在操作中，先导阀操作装置的“轻”和“重”直接关系到整机的操作性和舒适性。而由于挖掘机近年来发展较快，现行使用大量比较“重”的先导阀操作装置，已经不能够满足用户对舒适性的需求。经过测量，先导阀操作装置“重”的原因就是该先导阀操作装置内的弯杆3’过短，而对操作者来说，也就是先导阀操作装置的力臂较小，从而操作起来有费力的感觉。尤其是在操作手长时间工作后，身体出现疲劳现象，先导阀操作装置“重”的感觉就更加明显。对于主机厂来讲，先导阀都是外购件，外购件存在质量缺陷，一般解决办法，一是整体更换新件，二是二次选型新的满足需求的件。但是这两种方法需要的周期比较长，成本比较大。特别是在已经卖出大量整机设备后，更换新件的成本就更加巨大。
实用新型内容本实用新型旨在提供一种操作舒适省力、成本较低的先导阀操作装置及包括该先导阀操作装置的挖掘机。为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种先导阀操作装置，包括先导阀和调向螺母，先导阀的阀体包括具有内螺纹的接口，先导阀操作装置还包括加长杆，加长杆的第一端具有与阀体的接口和调向螺母相配合的外螺纹，加长杆的第一端穿过调向螺母并与阀体螺接。进一步地，加长杆包括相交的第一杆段和第二杆段，第一杆段和第二杆段之间形成钝角，第一杆段具有外螺纹。进一步地，加长杆在第二杆段的径向方向的投影面上的长度为50毫米至205毫米。进一步地，加长杆在第二杆段的径向方向的投影面上的长度为120毫米。进一步地，第一杆段和第二杆段之间的钝角为135°至180°。进一步地，第一杆段与第二杆段之间的钝角为156°。进一步地，先导阀操作装置还包括护套，护套套设在阀体、调向螺母以及加长杆外。进一步地，先导阀操作装置还包括手柄，护套的顶端卡接在手柄的卡槽内，第二杆段与手柄固定连接。进一步地，第二杆段与手柄通过销钉固定连接。根据本实用新型的另一方面，提供了一种挖掘机，包括先导阀操作装置，先导阀操作装置为前述任一种的先导阀操作装置。应用本实用新型的技术方案，通过设置与阀体和调向螺母连接的加长杆，使先导阀操作装置整体加长，从而增加先导阀操作装置的力臂，进而实现操作省力的目的，同时由于只是对先导阀操作装置中的部分零件进行改进，相比较整体更换先导阀操作装置可以降低成本。
·[0017]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中图I示出了根据现有技术的先导阀操作装置的示意图；图2示出了根据现有技术的先导阀操作装置的弯杆的示意图；图3示出了根据本实用新型的实施例的先导阀操作装置的分解示意图；图4示出了根据本实用新型的实施例的先导阀操作装置的护套的轴测图；图5示出了根据本实用新型的实施例的先导阀操作装置的护套的主视图；以及图6示出了根据本实用新型的实施例的先导阀操作装置的加长杆的示意图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。如图3所示，根据本实用新型的实施例，提供了一种先导阀操作装置，包括先导阀、调向螺母2和加长杆3。其中先导阀的阀体I具有接口，该接口具有内螺纹，加长杆3的第一端具有与阀体I的接口和调向螺母2相配合的外螺纹，使加长杆3的位于底部的第一端穿过调向螺母2后与阀体I螺接。结合参见图4和图5为了对阀体I、调向螺母2和加长杆3进行保护，先导阀操作装置还包括护套4，护套4套设在阀体I、调向螺母2以及加长杆3外。为了方便对加长杆3的操作，先导阀操作装置还包括具有空腔的手柄5，护套4的顶端卡接在手柄5下端的卡槽内，与手柄5为卡槽式安装，由于橡胶材质的护套4具有弹性，将护套4上端拉伸后直接卡接在手柄5的卡槽内，在橡胶的收缩力的作用下，使护套4能够牢固嵌设在手柄5的卡槽内。加长杆3的位于顶部的第二端插入手柄5的空腔内。为了方便拆卸，加长杆3的第二端与手柄5通过销钉6固定连接。结合参见图6，为了满足手臂操作的舒适性，加长杆3包括相交的第一杆段31和第二杆段32，第一杆段31具有前述的外螺纹。第二杆段32与手柄5固定连接。第一杆段31与第二杆段32的之间形成钝角夹角，该钝角夹角为135°至180°。优选地，考虑加长杆3与驾驶室门拉手的相互干涉因素，第一杆段31与第二杆段32之间的钝角夹角为156°。[0030]为了方便操作，加长杆3在第二杆段32的径向方向的投影面上的长度为50毫米至205毫米。优选地，加长杆3在第二杆段32的径向方向的投影面上的长度为120毫米。以下是对本实用新型方案的具体说明针对现有技术中先导阀操作装置力臂过短的缺点，本实用新型着重解决的问题是，I、解决先导阀操作装置“重”的缺陷；2、解决的办法和途径要简单可行，且成本低。
经过对现行“重”先导阀操作装置的拆解分析可知，可以通过增加加长杆的方法，来解决“重”的问题，即加长先导阀操作装置的力臂。此外，采用设计制作加长先导阀操作装置的方法，代替整体更换先导阀的方法，从而解决成本的问题。加长杆的加长具体实施过程如下首先，制定加长杆加长后省力目标要求经过对用户市场调研反馈，先导阀操作装置操作的反作用力不可以过小，过小的话手柄中位回复力不够，造成先导误动作，有极大的危险性。80%以上用户认为现行短先导阀操作装置如果整体省力50%以上，就可以满足使用需求，综合以上反馈信息，制定加长后要求先导阀操作装置整体省力50%的改进目标。其次，依据目标要求进行理论分析由于本次改进没有对阀体做任何改动，而整个先导阀操作装置的操纵力由阀体内的复位弹簧决定，也就是操作手柄的弯矩Ml是不变的
恒值，假设改进前人施加的操作力为F1，则原力臂LI 。
Fl改进后，按照目标设定人施加的操作力F2 = ^Fl ；
2
MMl 2Μ1 T9 =-=-=-·由于弯矩Ml不变，可得改进后力臂 F2 \_F[ Fl ’
2公式代入LI = S;
ΓIBP L2 = 2L10从理论计算可以得出，只需将原先导阀操作装置力臂加长2倍，即可实现先导阀操作装置整体省力50%的目标。加长杆的使用长度范围确定如下由加长杆安装配合要求可以明确，加长杆最短尺寸不能小于50毫米，即第二杆段32在径向方向的投影面上的长度为40毫米，第一杆段31在该投影面上的长度为10毫米。经查复位弹簧的最小压缩力为15N，在理论计算中可将该手柄阀体抽象为
一个质量块压缩弹簧的模型，由公式F = MG可计算出M = I. 5Kg，手柄5的重量为
O.51kg，且优选第一杆段31与第二杆段32之间的钝角夹角为156°，在实际操作中，
挖掘机行驶在不平整的路面会产生很大的颠簸，尤其是在整车急停或跨越障碍时，通
常手柄5会受到不规则冲击力，因此取整车最大冲击因数3. 6，这样加长杆的质量可得
(M-0.5 l)x(-cos 156°)m l = ^^-丨-=Q 2 Kg ,由此可确定加长杆最大的长度为205毫米。由于50毫米< 120毫米< 205毫米，因此加长杆加长后满足使用要求。[0047]先导阀操作装置加长后，先导阀操作装置的行程增加，在实际中也就是先导阀操作装置需要更大的运动空间，与现行先导阀操作装置运动空间位置可能存在干涉，需要对加长杆的弯曲角度进行适当调整。调整加长杆过程采用类比法，类比挖掘机行业内先导阀操作装置弯曲角度，最终可得到行业内先导阀操作装置在挖掘机上均采用竖立安装方式，且为了满足人体手臂操作的舒适性，先导阀操作装置稍有弯曲，弯曲角度在45°内。因此本次加长杆的调整弯曲角度不宜大于45。。加长杆为金属件，需要考虑金属棒材的最小弯曲半径，不能小于最小弯曲半径，即加长杆弯曲角度不宜过大，在本方案中由于考虑了 “弯曲角度在45°内”的因素，就可以满足该要求。在本方案中，由于改进前加长杆有一定的弯曲角度，原为15°，因此在本方案中，只对原弯曲角度微调即可。且调整量越小越好。经过软件模拟，且实际中由于先导阀操作装置加长后会与驾驶室门拉手干涉的因素，设计时结合实际情况需求，调整加长杆的弯曲角度，最佳角度为第一杆段31与第二杆段32之间的钝角夹角为156°。加长后，手臂运动轨迹在400毫米至490毫米的操作半径内，该操作半径符合人体工程学中坐姿状态下人体手臂最佳操作范围。以加长杆3在第二杆段32的径向方向的投影面上的长度为120毫米，第一杆段31与第二杆段32之间的钝角夹角为156°为例，改进前后的先导阀操作装置操作性能如表I所示
权利要求1.一种先导阀操作装置，包括先导阀和调向螺母(2)，其特征在于，所述先导阀的阀体(I)包括具有内螺纹的接口，所述先导阀操作装置还包括加长杆(3)，所述加长杆(3)的第一端具有与所述阀体(I)的接口和所述调向螺母(2)相配合的外螺纹，所述加长杆(3)的第一端穿过所述调向螺母(2)并与所述阀体(I)螺接。
2.根据权利要求I所述的先导阀操作装置，其特征在于，所述加长杆(3)包括相交的第一杆段(31)和第二杆段(32)，所述第一杆段(31)和所述第二杆段(32)之间形成钝角，所述第一杆段(31)具有所述外螺纹。
3.根据权利要求2所述的先导阀操作装置，其特征在于，所述加长杆(3)在所述第二杆段(32)的径向方向的投影面上的长度为50毫米至205毫米。
4.根据权利要求3所述的先导阀操作装置，其特征在于，所述加长杆(3)在所述第二杆段(32)的径向方向的投影面上的长度为120毫米。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的先导阀操作装置，其特征在于，所述第一杆段(31)和所述第二杆段(32)之间的钝角为135°至180°。
6.根据权利要求5所述的先导阀操作装置，其特征在于，所述第一杆段(31)与所述第二杆段(32)之间的钝角为156°。
7.根据权利要求2至4中任一项所述的先导阀操作装置，其特征在于，所述先导阀操作装置还包括护套(4)，所述护套(4)套设在所述阀体(I)、所述调向螺母(2)以及所述加长杆⑶外。
8.根据权利要求7所述的先导阀操作装置，其特征在于，所述先导阀操作装置还包括手柄(5)，所述护套(4)的顶端卡接在所述手柄(5)的卡槽内，所述第二杆段(32)与所述手柄(5)固定连接。
9.根据权利要求8所述的先导阀操作装置，其特征在于，所述第二杆段(32)与所述手柄(5)通过销钉(6)固定连接。
10.一种挖掘机，包括先导阀操作装置，其特征在于，所述先导阀操作装置为权利要求I至9中任一项所述的先导阀操作装置。
专利摘要本实用新型提供了一种先导阀操作装置及包括该先导阀操作装置的挖掘机。其中先导阀操作装置包括先导阀和调向螺母(2)，先导阀的阀体(1)包括具有内螺纹的接口，先导阀操作装置还包括加长杆(3)，加长杆(3)的第一端具有与阀体(1)的接口和调向螺母(2)相配合的外螺纹，加长杆(3)的第一端穿过调向螺母(2)并与阀体(1)螺接。本实用新型旨在提供一种操作舒适省力、成本较低的先导阀操作装置及包括该先导阀操作装置的挖掘机。
文档编号F16K31/60GK202746738SQ20122044450
公开日2013年2月20日 申请日期2012年9月3日 优先权日2012年9月3日
发明者陈庚, 艾思山 申请人:中联重科股份有限公司渭南分公司, 中联重科股份有限公司