[发明专利]液控振动挖掘机挖力的控制方法及专用伺服阀

说明书

技术领域

本发明设计一种工程机械挖力的控制方法,特别是一种液控振动挖掘机挖力的控制方法及专用伺服阀。

现有技术

液压挖掘机作为多功能工程机械，广泛应用于农田水利、建筑工程、能源交通以及现代化军事工程等领域，也是工程机械中的能耗大户。传统工程机械(包括液压挖掘机)的能量利用率很低，仅仅为20%左右。

国内外对节能技术研究主要致力于改进动力和传动系统以及优化动力匹配等问题，达到高效节能及减小环境污染的目的。但其技术的主要思想只能是内部挖潜，并没有实质性的改变其挖掘机的工作受力，即挖力矩与配重力矩平衡而产生的静态挖力。因此当外界阻力大于最大静态挖掘力时，挖掘机将无能为力，其结果降低了挖掘工作效率，增加了能量消耗。

发明内容

本发明的目的是要提供一种液控振动挖掘机挖力的控制方法及专用伺服阀,解决当外界阻力大于最大静态挖掘力时，挖掘机将无能为力，其结果降低了挖掘工作效率，增加了能量消耗的问题。

本发明的目的是这样实现的:该工程机械挖力控制有控制方法和专用伺服阀；

控制方法为：控制油路通过控制油路口P_kQ_k发出液能脉冲信号到脉冲液压执行部件，脉冲液压执行部件推动伺服阀芯左移，伺服阀芯的环形阀口A-A打开,同时环形阀口B-B关闭，主油路的液压油经过主油路口PQ通过环形阀口A-A进入耐冲击液压缸的左腔，推动耐冲击液压缸的活塞杆向右移产生冲击力；该右移的冲击力通过反馈装置将伺服阀芯向右拉回复位；同时，该右移的冲击力被振动放大器放大振幅形成瞬间大的动态冲击挖力，并与静态挖力叠加作用在挖斗的斗齿上，完成液控振动挖力方法的控制。

控制装置为：

该伺服阀包括伺服阀体、伺服阀芯、脉冲液压执行部件、反馈装置和耐冲击液压缸，伺服阀芯位于伺服阀体内，在伺服阀体的一端连接有脉冲液压执行部件，在伺服阀体的另一端通过反馈装置与耐冲击液压缸连接。

所述的伺服阀体上有主油路口、主油路出口和回油口，回油口通过管道与油箱连接，在主油路口的二侧有回油口，在主油路口的另一侧有主油路出口，在伺服阀体的一端有脉冲液压执行部件；主油路口通过管道与泵站连接。

所述的脉冲液压执行部件内有脉冲油缸、脉冲轴芯和脉冲活塞，脉冲轴芯和脉冲活塞位于脉冲油缸内，脉冲活塞连接在脉冲轴芯上，在脉冲液压缸的端部有控制油路口，脉冲轴芯与伺服阀芯的轴连接；在脉冲活塞与脉冲油缸内壁之间有脉冲复位弹簧，脉冲复位弹簧套接在脉冲轴芯上；控制油路口通过管道与泵站连接。

所述的伺服阀芯中心有轴，在轴上有三个轴肩，第二轴肩位于的伺服阀体上的主油路口处，第二轴肩与主油路口之间构成两个环形阀口为环形阀口A-A和环形阀口B-B，伺服阀芯的轴一端通过反馈装置与耐冲击液压缸组件的一端连接；伺服阀芯的轴的另一端与脉冲液压执行部件的轴相连接。

所述的耐冲击液压缸有缸体、活塞和活塞杆，活塞和活塞杆均位于缸体内，在活塞的二侧均连接有活塞杆，活塞杆均穿出缸体，活塞杆的一端与反馈装置连接，活塞杆的另一端通过振动放大器为功率输出轴。

所述的反馈装置为反馈刚体连杆；或者所述的反馈装置为液压反馈阀，液压反馈阀的控制端位于耐冲击液压缸的一端的运动轨迹上，在耐冲击液压缸的另一端的运动轨迹上有脉冲控制阀的控制端，液压反馈阀的进油口与主油路口相连接，液压反馈阀的出油口与伺服阀芯轴的另一端连接，液压反馈阀的回油口接油箱；主油路通过主油路口同时与脉冲控制阀的进油口连接，脉冲控制阀的出油口与脉冲液压缸的端部的控制油路口连接，脉冲控制阀的回油口接油箱；或者所述的反馈装置为脉冲液压反馈装置，包括液压变量马达和左右滑动构件，液压变量马达的输入端与控制油路连接，液压变量马达的输出轴与左右滑动构件的一端连接，左右滑动构件的另一端与伺服阀芯的轴一端连接。

所述的泵站包括主油路口、控制油路口、油箱、精滤油网、稳流量高压齿轮泵、预压单向阀和调压阀，稳流量高压齿轮泵的输入端通过精滤油网接油箱，稳流量高压齿轮泵的输出端通过预压单向阀与主油路口连通，稳流量高压齿轮泵的输出端同时通过调压阀接油箱，稳流量高压齿轮泵的输出端还与控制油路口连接。

有益效果，由于采用了上述方案，彻底改变了现有各种类型的挖掘机挖力控制方法。该类控制方法是以加大整机的重量、配重完成静态挤压式挖力控制,它适用较松软地面施工。而新方案以振动冲击学作为理论基础与专用液压伺服放大系统有机结合，形成液控振动冲击新的挖力控制方法。

如下式: