一种挖掘机动臂浮动液压控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开一种挖掘机动臂浮动液压控制系统及控制方法，系统包括动臂油缸、液压回路和控制器；液压回路中，主泵经所述动臂换向阀向动臂油缸供油，动臂换向阀的两工作油口分别连通至动臂油缸的有杆腔和无杆腔；动臂油缸的有杆腔和无杆腔连接动臂换向阀的油路上分别连接有杆腔浮动阀和无杆腔浮动阀，以分别通过所述有杆腔浮动阀和无杆腔浮动阀连接至油箱；控制器连接有杆腔浮动阀和无杆腔浮动阀的控制端；先导油路上设有先导油泵和手柄先导阀，手柄先导阀的进油口连接先导油泵，两先导油口分别连接动臂换向阀的两换向控制口。本发明专利技术能够在不改变现有液压系统主要配置的前提下，实现动臂上升或下降过程中的浮动功能，降低挖掘机的操作难度和强度。机的操作难度和强度。机的操作难度和强度。

【技术实现步骤摘要】
一种挖掘机动臂浮动液压控制系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及工程机械
，特别是一种挖掘机动臂浮动液压控制系统及控制方法。

技术介绍

[0002]挖掘机作为应用最广泛的工程机械产品，其动臂、斗杆、铲斗相互铰接组成工作装置，通过动臂油缸、斗杆油缸、铲斗油缸带动工作装置实现挖掘动作，再加上回转和行走动作，动作灵活多样，适用于各种复杂工况和功能需求。挖掘机在平地作业时，需要不断地准确调整动臂动作速度和角度来配合斗杆动作，保证铲斗施加于地面的力相对恒定，才能达到良好的平地效果。另外，挖掘机在破碎作业时，破碎锤对岩石等物体破碎的瞬间，动臂会受到向上的反作用力，这需要操作人员不停调整、精确控制动臂下压的力，来保证挖掘机整车的稳定性。这些多动作复合操作，需要操作人员具备较高的技能与丰富经验，也容易让人产生疲劳。而动臂浮动功能则能减少动臂操作次数和降低对人员的操作技能要求，尤其在平地作业中，可有效降低操作难度和强度。
[0003]目前中大吨位主流挖掘机的动臂控制阀都是三位换向阀，不具备动臂浮动功能。为实现动臂浮动功能，一些厂商在三位换向阀基础上增加一位浮动位，升级为四位换向阀，这需要专门开发新的主阀阀芯和阀体，还要匹配与浮动功能相适应的先导阀，且对现有液压系统的改动较大，开发和调试难度大，需要投入大量的资金、时间。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种挖掘机动臂浮动液压控制系统及控制方法，在不改变现有液压系统主要配置的前提下，实现动臂浮动功能，降低挖掘机的操作难度和强度。本专利技术采用的技术方案如下。
[0005]一方面，本专利技术提供一种挖掘机动臂浮动液压控制系统，包括动臂油缸、液压回路和控制器；所述液压回路包括主油路和先导油路，所述主油路上设有主泵和动臂换向阀，所述主泵经所述动臂换向阀向所述动臂油缸供油，所述动臂换向阀的两工作油口分别连通至所述动臂油缸的有杆腔和无杆腔；所述动臂油缸的有杆腔与所述动臂换向阀连接的油路上连接有有杆腔浮动阀，所述动臂油缸的无杆腔与所述动臂换向阀连接的油路上连接有无杆腔浮动阀，所述动臂油缸的有杆腔和无杆腔分别通过所述有杆腔浮动阀和无杆腔浮动阀连接至油箱；所述控制器连接所述有杆腔浮动阀和无杆腔浮动阀的控制端；所述先导油路上设有先导油泵和手柄先导阀，所述手柄先导阀的进油口连接先导油泵，两先导油口分别连接所述动臂换向阀的两换向控制口。
[0006]本专利技术在应用时，升降操作手柄通过手柄先导阀控制动臂换向阀执行换向动作，使得动臂油缸按照操作手柄动作对应的动作模式伸缩，完成动臂的升降。在动臂升降过程中，控制器控制浮动阀组的导通或关闭，实现动臂油缸有杆腔或无杆腔在动臂上升模式中
或动臂下降模式中与液压油箱导通，实现上升浮动或下降浮动。
[0007]可选的，所述有杆腔浮动阀和无杆腔浮动阀采用电磁阀或液控阀，有杆腔浮动阀的流道一端连通至油箱，另一端连通动臂油缸有杆腔与动臂换向阀之间的主油路，无杆腔浮动阀的流道一端连通至油箱，另一端连通动臂油缸无杆腔与动臂换向阀之间的主油路；所述控制器控制所述有杆腔浮动阀和无杆腔浮动阀的导通或关闭。所述有杆腔浮动阀和无杆腔浮动阀可优选为采用二位二通电磁阀，控制器输出电信号用于控制其阀芯位置，当阀芯在下，阀门关断，阀芯在上时阀门导通。
[0008]可选的，所述有杆腔浮动阀的流道一端通过一可调节流阀连通至油箱。通过调节节流口的大小，可人为控制浮动状态下动臂油缸有杆腔的背压。
[0009]可选的，所述手柄先导阀对应动臂下降的先导油口连接动臂换向阀换向控制口的先导油路上，还连接有浮动先导电磁阀；所述控制器用于控制所述浮动先导电磁阀导通所在的先导油路，或者截断所在的先导油路。
[0010]可选的，所述浮动先导电磁阀采用二位三通电磁阀，其主进油口P3连接手柄先导阀对应动臂下降的先导油口，回油口T3连通至油箱，先导油口A3连接动臂换向阀的换向控制口X2；浮动先导电磁阀的导通状态包括：A3口与P3口连通，A3口与T3口连通。
[0011]可选的，所述手柄先导阀的两先导油口上分别连接有压力传感器，压力传感器的信号输出端连接控制器。
[0012]以上技术方案中，当手柄先导阀对应动臂下降的先导油口与动臂换向阀的X2口之间先导油路被截断，则动臂下降无法再直接通过手柄控制操作。
[0013]可选的，挖掘机动臂浮动液压控制系统还包括模式设定单元，所述模式设定单元包括浮动模式开关和破碎模式开关；动臂工作模式包括常规模式、上升浮动模式、下降浮动模式和双向浮动模式；在常规模式下，所述浮动模式开关和破碎模式开关均为关闭状态，控制器控制手柄先导阀与动臂换向阀之间的两先导油路导通，动臂油缸由操纵手柄通过手柄先导阀和动臂换向阀控制动作；在控制动臂上升时，若所述浮动模式开关为开启状态，则控制器控制有杆腔浮动阀导通，使动臂处于上升浮动模式；在控制动臂下降时，若所述浮动模式开关及破碎模式开关均为开启状态，当操纵手柄动作使得所述手柄先导阀对应动臂下降的先导油口与动臂换向阀的换向控制口导通，且先导油路压力大于预设值，则控制器控制所述无杆腔浮动阀导通，并控制所述浮动先导电磁阀切断所在的先导油路，使得动臂处于下降浮动模式；若所述浮动模式开关为开启状态，破碎模式开关为关闭状态，且控制动臂下降的操纵手柄推到底，手柄先导阀对应动臂下降的先导油口所连的先导油路压力大于预设值，则控制器控制有杆腔浮动阀和无杆腔浮动阀导通，并控制浮动先导电磁阀截断所在的先导油路，使得动臂处于双向浮动模式。
[0014]可选的，所述模式设定单元还包括设置于操纵手柄上的浮动取消按钮；若所述浮动取消按钮被按下，则控制器控制所述有杆腔浮动阀和无杆腔浮动阀关闭。可实现上升浮动、下降浮动或双向浮动模式中的暂时浮动取消。
[0015]第二方面，本专利技术提供一种第一方面所述挖掘机动臂浮动液压控制系统的控制方
法，包括：获取浮动模式开启状态信息和破碎模式开启状态信息，以及手柄先导阀两先导油口上的压力信息；若浮动模式和破碎模式均为未开启状态，则判断目标动臂运行模式为常规模式，控制手柄先导阀与动臂换向阀之间的两先导油路导通，有杆腔浮动阀和无杆腔浮动阀为关闭状态；动臂油缸由操纵手柄通过手柄先导阀和动臂换向阀控制动作；若浮动模式为开启状态，破碎模式为未开启状态，当对应动臂提升的操纵手柄动作，则判断目标动臂运行模式为上升浮动模式，控制有杆腔浮动阀导通，使得动臂处于上升浮动模式；若浮动模式及破碎模式均为开启状态，当控制动臂下降的操纵手柄动作使得手柄先导阀对应动臂下降的先导油口与动臂换向阀的换向控制口导通，且该先导油路压力大于预设值，则判断目标动臂运行模式为下降浮动模式，控制无杆腔浮动阀导通，并控制浮动先导电磁阀切断所在的先导油路，使得动臂处于下降浮动模式；若浮动模式为开启状态，破碎模式为未开启状态，当控制动臂下降的操纵手柄推到底，手柄先导阀对应动臂下降的先导油口所连的先导油路压力大于预设值，则判断目标动臂运行模式为双向浮动模式，控制有杆腔浮动阀和无杆腔浮动阀导通，并控制浮动先导电磁阀截断所在的先导油本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种挖掘机动臂浮动液压控制系统，包括动臂油缸、液压回路和控制器；其特征是，所述液压回路包括主油路和先导油路，所述主油路上设有主泵和动臂换向阀，所述主泵经所述动臂换向阀向所述动臂油缸供油，所述动臂换向阀的两工作油口分别连通至所述动臂油缸的有杆腔和无杆腔；所述动臂油缸的有杆腔与所述动臂换向阀连接的油路上连接有有杆腔浮动阀，所述动臂油缸的无杆腔与所述动臂换向阀连接的油路上连接有无杆腔浮动阀，所述动臂油缸的有杆腔和无杆腔分别通过所述有杆腔浮动阀和无杆腔浮动阀连接至油箱；所述控制器连接所述有杆腔浮动阀和无杆腔浮动阀的控制端；所述先导油路上设有先导油泵和手柄先导阀，所述手柄先导阀的进油口连接先导油泵，两先导油口分别连接所述动臂换向阀的两换向控制口。2.根据权利要求1所述的挖掘机动臂浮动液压控制系统，其特征是，所述有杆腔浮动阀和无杆腔浮动阀采用电磁阀或液控阀，有杆腔浮动阀的流道一端连通至油箱，另一端连通动臂油缸有杆腔与动臂换向阀之间的主油路，无杆腔浮动阀的流道一端连通至油箱，另一端连通动臂油缸无杆腔与动臂换向阀之间的主油路；所述控制器控制所述有杆腔浮动阀和无杆腔浮动阀的导通或关闭。3.根据权利要求1或2所述的挖掘机动臂浮动液压控制系统，其特征是，所述有杆腔浮动阀的流道一端通过一可调节流阀连通至油箱。4.根据权利要求1所述的挖掘机动臂浮动液压控制系统，其特征是，所述手柄先导阀对应动臂下降的先导油口连接动臂换向阀换向控制口的先导油路上，还连接有浮动先导电磁阀；所述控制器用于控制所述浮动先导电磁阀导通所在的先导油路，或者截断所在的先导油路。5.根据权利要求4所述的挖掘机动臂浮动液压控制系统，其特征是，所述浮动先导电磁阀采用二位三通电磁阀，其主进油口P3连接手柄先导阀对应动臂下降的先导油口，回油口T3连通至油箱，先导油口A3连接动臂换向阀的换向控制口X2；浮动先导电磁阀的导通状态包括：A3口与P3口连通，A3口与T3口连通。6.根据权利要求4或5所述的挖掘机动臂浮动液压控制系统，其特征是，所述手柄先导阀的两先导油口上分别连接有压力传感器，压力传感器的信号输出端连接控制器。7.根据权利要求6所述的挖掘机动臂浮动液压控制系统，其特征是，挖掘机动臂浮动液压控制系统还包括模式设定单元，所述模式设定单元包括浮动模式开关和破碎模式开关；动臂工作模式包括常规模式、上升浮动模式、下降浮动模式和双向浮动模式；在常规模式下，所述浮动模式开关和破碎模式开关均为关闭状态，控制器控制手柄先导阀与动臂换向阀之间的两先导油路导通，动臂油缸由操纵手柄通过手柄先导阀和动臂...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗衡，金月峰，董玉忠，黄金辉，卢杰，南尚军，孙庆冲，张新奎，蔺及申，李晓东，
申请(专利权)人：徐州徐工挖掘机械有限公司，
类型：发明
国别省市：