[发明专利]弹性橡胶带蓄能器式装载机动臂势能回收再生装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种装载机动臂势能回收再生装置，更确切的说是一种弹性橡胶带蓄能器式装载机动臂势能回收再生装置。

背景技术

在装载机装载作业过程中，装载机动臂需要频繁的举升和下降，在动臂举升过程中，发动机驱动液压泵经液压换向阀控制动臂油缸，将动臂连同铲斗和摇臂一起举升至卸料高度，铲斗卸料后，发动机驱动液压泵经液压换向阀控制动臂油缸，将动臂、铲斗和摇臂一起下降至装料高度，在动臂举升和下降过程中，均需要发动机提供动力，且动臂重力势能白白浪费，使装载机存在油耗高、排放污染大等不足。

现有的装载机动臂势能回收装置通常采用液压回收或液压驱动发电的回收方式，即将动臂油缸的回油腔连接一个液压马达，液压马达向液压蓄能器泵入高压油液；或将液压马达与电机同轴相连，在动臂下降时使电机发电，回收动臂下降的重力势能。这种动臂势能回收方式，存在结构复杂、能量转化率低、动态响应慢、重量大、成本高等缺点。

发明内容

本发明的目的是克服上述缺陷，提供一种能量转化率高、能量密度大、重量轻、结构简单的弹性橡胶带蓄能器式装载机动臂势能回收再生装置。

为解决上述技术问题，本发明的弹性橡胶带蓄能器式装载机动臂势能回收再生装置，包括前桥车架、动臂，其特征还包括定滑轮、钢丝绳、弹性橡胶带蓄能器、液压电磁换向阀、油箱。

其中，弹性橡胶带蓄能器包括：壳体、安装底座、橡胶带卡夹、密封塞、弹性橡胶带、连接盘、分拉杆、空腔封盖、单向充气阀、拉力板、拉杆、活塞杆、活塞、油缸、油缸封盖。

蓄能器的安装底座固定安装在前桥车架上，定滑轮固定安装在前桥车架的滑轮支架上，钢丝绳一端与拉杆的一端固定连接，另一端绕过定滑轮与动臂的中部铰接。

蓄能器的拉杆另一端与拉力板的一端面固定连接，拉力板的另一端面与活塞杆的一端固定连接，活塞杆的另一端穿过油缸封盖的中心通孔与活塞固定连接，将活塞装入油缸内，活塞将油缸空腔分为有杆腔和无杆腔，拉杆的纵向轴线与拉力板的纵向轴线、活塞杆的纵向轴线、活塞的纵向轴线、油缸的纵向轴线在同一条直线上；壳体的纵向中央位置处设有一个圆柱通孔，圆柱通孔的底部设有周向凸台，通过该周向凸台将油缸固定安装在该圆柱通孔上；拉力板的另一端面的外周上还与多个分拉杆的一端固定连接，多个分拉杆以拉力板的纵向轴线对称布置，每个分拉杆的另一端穿过空腔封盖上的中心通孔与连接盘的一个端面固定连接，每个连接盘置于壳体的空腔内，每个连接盘的另一个端面和壳体底板之间固定连接有多条弹性橡胶带，每条弹性橡胶带的一端固定在连接盘上，每条弹性橡胶带的另一端固定在壳体底板上。

油缸的底部设有第一进油口，第一进油口连通至无杆腔；油缸封盖上设有第二进油口，第二进油口连通至有杆腔。 

液压电磁换向阀的一个控制油口通过液压管路连接至第一进油口，液压电磁换向阀的另一个控制油口通过液压管路连接至第二进油口。

弹性橡胶带蓄能器的壳体和空腔封盖形成封闭空腔，通过单向充气阀向该封闭空腔充入氮气，充入氮气的压力为80～120kPa。

弹性橡胶带蓄能器的最大拉伸量大于动臂从最高位置下降到最低位置时钢丝绳所拉动的长度。

将定滑轮、钢丝绳，弹性橡胶带蓄能器在前桥车架的左右两侧各布置一套，且两套装置以前桥车架的纵向轴线对称安装。

动臂势能回收过程的工作原理为：在装载机作业过程中，驾驶员接通点火开关，当驾驶员将动臂操纵杆推至下降挡位时，下降挡位开关闭合，装载机动臂开始下降，电控单元检测到下降挡位开关的闭合信号后，电控单元控制液压电磁换向阀的电磁线圈通电，液压电磁换向阀通电动作；随着装载机动臂的下降，固定在动臂上的钢丝绳拉动蓄能器的拉杆向上运动，拉杆通过拉力板拉动分拉杆，分拉杆再经连接盘将弹性橡胶带拉伸；同时拉杆通过拉力板拉动活塞杆，活塞杆拉动活塞一起上升，有杆腔的液压油从第二进油口排出，经过液压电磁换向阀流回油箱，无杆腔由于活塞的上移而形成真空，液压油经过油箱和液压电磁换向阀通过第一进油口，被吸入到无杆腔；停止动臂下降时则液压电磁换向阀回位至关闭位置，此时无杆腔的第一进油口和有杆腔的第二进油口均被液压电磁换向阀关断，活塞被固定不动，活塞杆、拉力板、拉杆、分拉杆、连接盘均保持固定不动，弹性橡胶带被保持在拉伸状态，这样就将动臂下落的重力势能转换为弹性橡胶带的弹性势能储存起来。