小型挖掘机

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  小型挖掘机主控阀设计


  挖掘机是一种典型的全液压控制的工程机械,具有工作效率高,环境适应性强等特点。它不仅要求液压系统具有较快的响应速度和较好的操控协调性能,又要具备良好的节能效果。


  目前挖掘机液压系统常用的节流型液压控制系统及负载传感液压控制系统。节流型控制系统具有结构简单,系统响应灵敏等特点,但在多工作装置的协调性及系统节能方面有一定的缺陷,而负载传感系统可以弥补节流型系统的缺陷,但其响应性相对较慢。主控阀作为挖掘机液压系统中的核心控制部件,其性能优劣直接决定了挖掘机的操作舒适性和节能效果是否满足用户要求。

小型挖掘机主控阀设计
  本文主要介绍一种新型主控阀,可解决上述小型挖掘机两种控制系统中存在的问题。


  1 小型挖掘机的主控阀的功能


  (1)可实现对挖掘机回转马达、推土铲油缸、左右行走马达、动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸的控制;


  (2)可实现左右行走、动臂、斗杆、铲斗的协调的复合动作;


  (3)可实现回转与其他机构的协调复合动作;


  (4)可实现定量泵的低压卸荷和定差溢流;


  (5)与产品相配套的系统可实现系统总功率控制


  2 小型挖掘机的主控阀的组成


  (1)回转及推土铲节流型控制单元;


  (2)动臂、斗杆、铲斗及左右行走负载传感型控制单元;


  (3)合流单元。

小型挖掘机主控阀设计
  3 小型挖掘机的主控阀系统应用


  该系统主要由负载传感变量泵、齿轮泵、先导泵、主控阀、先导阀等元件组成,其中齿轮泵与主控阀  口连通,负载传感变量泵与主控阀 口连通,控制口 a6 与主控阀左右行走、动臂、斗杆以及铲斗控制单元的先导控制口通过梭阀连通,其中变量泵为负载传感变量泵,具有压力越权功能,受齿轮泵压力控制,可实现液压系统功率总和控制。


  4 小型挖掘机的主控阀原理


  (1)回转及推土铲控制单元为开中位节流型控制阀,由定量泵为其提供油源,实现对回转马达及推土铲油缸的控制;


  (2)动臂、斗杆铲斗及左右行走控制单元为闭中位负载传感控制阀,由变量泵为其提供油源,实现对动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸及左右行走马达的控制;


  (3)负载传感控制阀设置有压力补偿阀,可实现动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸及左右行走马达协调的复合动作;


  (4)合流单元具有合流、定差溢流、低压卸荷功能;


  (5)合流单元上设置有卸荷阀芯、控制阀 1 以及控制阀2,控制阀1可根据LS控制口的压力大小控制卸荷阀的最大卸荷压力,控制阀 2 可根据控制口 a6 的压力大小控制卸荷阀的开启与关闭,从而实现定量泵油源的卸荷或向变量泵油源的合流;


  (6)当a6控制口压力小于控制阀2的设定压力时,卸荷阀处于卸荷状态,反之,卸荷阀的状态由控制阀 1控制;


  (7)当LS控制口压力大于控制1的设定压力时,同时 a6 控制口压力大于控制阀 2 的设定压力时,卸荷阀处于卸荷状态;


  (8)当LS控制口压力小于控制1的设定压力时,同时 a6 控制口压力大于控制阀 2 的设定压力时,卸荷阀实现定差溢流功能。

小型挖掘机主控阀设计
  5 小型挖掘机的主控阀设计思想


  (1)通过采用一个定量泵为回转控制单元和推土铲控制单元供油,一个变量泵为其他控制单元供油,实现回转和动臂、斗杆、铲斗、左右行走的动作协调;


  (2)通过负载传感控制单元控制动臂、斗杆、铲斗、左右行走执行机构,实现几种机构复合动作时的动作协调;


  (3)通过设置合流单元实现两个泵的合流功能;


  (4)通过合流单元上的具有卸荷功能的定差溢流阀,实现定量泵的低压卸荷或定差溢流,降低系统能耗。


  6 小型挖掘机的主控及其应用系统的优点


  (1)可实现多工作装置的复合动作,实现良好的操控协调性;


  (2)具备快的系统响应速度,提高整机的作业效率;


  (3)液压泵可实现总功率控制功能,提升整机的工况适应性;


  (4)根据操作及工况需求自动实现合流、卸荷、定差溢流,降低系统能耗。


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