行走装置履带液压缓冲系统及控制方法

技术领域

本发明属于履带式行走装置领域，具体涉及行走装置履带液压缓冲系统及控制方法。

背景技术

挖掘机在实际工作过程中，行走动作频繁使用，需要应对较为复杂的工况，行走过程中履带会频繁收到压力冲击。履带的张紧程度与缓冲系统密切影响挖掘机的行走性能，履带过于松弛或过于绷紧均不利于行走，甚至会造成履带板的断裂。现有的履带张紧通过在缓冲油缸的液压腔内安置压力传感器，当缓冲油缸受到剧烈冲击时，压力传感器给出停止行走的信号，保护履带不受损坏。但是在缓冲油缸内直接安置压力传感器存在预估压力不准确的情况；而且只能在剧烈冲击的情形下，才需要紧急停止行走，保护履带不受损坏，因此需要采用高压的压力传感器。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足之处，本发明提供一种行走装置履带液压缓冲系统及控制方法，采用外置的低压压力传感器、液控换向阀以及内置机械式换向阀的缓冲油缸，当缓冲油缸受到剧烈冲击时，内置的机械式换向阀由截止状态切换至导通状态，缓冲油缸的液压腔与液控换向阀的液控腔连通，缓冲油缸的液压腔流出的液压油推动液控换向阀换向，使得外置液控换向阀进油口处的低压作用在压力传感器上，压力传感器发出信号使得行走装置停止行走，保护履带不受损坏。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种行走装置履带液压缓冲系统，包括缓冲阀组、缓冲油缸和液控换向阀；行走装置的行走前进油路和行走后退油路分别通过所述缓冲阀组与缓冲油缸的液压腔连通，缓冲阀组与缓冲油缸之间设有蓄能器；缓冲油缸内置机械式换向阀，缓冲油缸内置的机械式换向阀为常闭状态；缓冲油缸的机械式换向阀与液控换向阀的液控腔连接，液控换向阀的液控腔还通过节流阀与液压油箱连通，液控换向阀的工作油口A连接有压力传感器，液控换向阀的进油口P通过泵与液压油箱连通；液控换向阀的阀芯在弹簧力的作用下使得液控换向阀的工作油口A与液控换向阀的进油口P相互截止，且所述液控换向阀的阀芯能够在液控腔引入的液压油的推动下克服弹簧力而运动至使液控换向阀的工作油口A与液控换向阀的进油口P相互连通。

进一步地，所述缓冲阀组包括与行走后退油路连接的单向阀Ⅱ和与行走前进油路连接的单向阀Ⅲ，单向阀Ⅱ的出油口和单向阀Ⅲ的出油口均通过减压阀与单向阀Ⅰ的进油口连接，单向阀Ⅰ的出油口与缓冲油缸的液压腔连通，单向阀Ⅰ的出油口与缓冲油缸之间设有蓄能器；单向阀Ⅰ的出油口与液压油箱间设有溢流阀。

进一步地，所述缓冲阀组为集成阀，单向阀Ⅱ的进油口与缓冲阀组的进油口P1连接，单向阀Ⅲ的进油口与缓冲阀组的进油口P2连接，单向阀Ⅱ的出油口和单向阀Ⅲ的出油口并联后与减压阀一侧油口连接，减压阀另一侧油口与单向阀Ⅰ的进油口连接，单向阀Ⅰ的出油口与缓冲阀组的工作油口A连接；所述溢流阀连接在单向阀Ⅰ的出油口与缓冲阀组的回油口T之间。

进一步地，所述单向阀Ⅰ的出油口与缓冲阀组的回油口T1之间设有截止阀，回油口T1采用堵头封堵。

进一步地，所述泵采用先导泵，泵与液控换向阀的进油口P间设有先导电磁阀；先导电磁阀的进油口P与泵的出油口连接，先导电磁阀的回油口T与液压油箱连通，先导电磁阀的工作油口B与液控换向阀的进油口P连接；先导电磁阀处于第一工位时，先导电磁阀的回油口T与先导电磁阀的工作油口B相互连通；先导电磁阀处于第二工位时，先导电磁阀的进油口P与先导电磁阀的工作油口B相互连通。

进一步地，所述泵的出油口与液压油箱间设有先导溢流阀。

本发明还提供了一种行走装置履带液压缓冲系统的控制方法，行走装置启动打火后，泵从液压油箱吸油，在液控换向阀的进油口P处产生油压；

行走装置在行走动作时，缓冲阀组的单向阀Ⅱ和单向阀Ⅲ分别从行走后退油路和行走前进油路上取液压油，液压油经过缓冲阀组对蓄能器进行充液同时进入缓冲油缸的液压腔对履带进行实时张紧；

在履带行走遇到冲击时，冲击会传递到缓冲油缸的液压腔，蓄能器可吸收缓冲油缸所受到的液压冲击，缓冲油缸的活塞杆收缩幅度较小不会触碰到内置机械式换向阀的机械行程杆；

在履带受到剧烈冲击时，缓冲油缸的活塞杆收缩幅度较大会触碰到内置机械式换向阀的机械行程杆，机械式换向阀克服弹簧力换向，机械式换向阀由截止状态切换成导通状态，使得液控换向阀的液控腔与缓冲油缸的液压腔导通，液控换向阀的阀芯在液控腔引入的液压油的推动下克服弹簧力而运动，使液控换向阀的工作油口A与液控换向阀的进油口P相互连通；液控换向阀的进油口P的油压作用在压力传感器上，压力传感器发出报警信号，行走装置停止行走，保护履带不受损坏。

进一步地，该行走装置履带液压缓冲系统的泵采用先导泵，泵与液控换向阀的进油口P间设有先导电磁阀；先导电磁阀的进油口P与泵的出油口连接，先导电磁阀的回油口T与液压油箱连通，先导电磁阀的工作油口B与液控换向阀的进油口P连接；先导电磁阀处于第一工位时，先导电磁阀的回油口T与先导电磁阀的工作油口B相互连通；先导电磁阀处于第二工位时，先导电磁阀的进油口P与先导电磁阀的工作油口B相互连通；

行走装置启动打火后，泵从液压油箱吸油；

行走装置在行走动作前先打开安全手柄，先导电磁阀得电，先导电磁阀由第一给切换至第二工位，泵从液压油箱吸取的液压油通过先导电磁阀到达液控换向阀的进油口P，液控换向阀的进油口P处产生油压。

本发明的有益效果是：采用外置的低压压力传感器、液控换向阀以及内置机械式换向阀的缓冲油缸，当缓冲油缸受到剧烈冲击时，内置的机械式换向阀由截止状态切换至导通状态，缓冲油缸的液压腔与液控换向阀的液控腔连通，缓冲油缸的液压腔流出的液压油推动液控换向阀换向，使得外置液控换向阀进油口处的低压作用在压力传感器上，压力传感器发出信号使得行走装置停止行走，保护履带不受损坏。相比现有在缓冲油缸内置的高压压力传感器，本缓冲系统可以采用低压压力传感器来触发报警信号，使得控制更为准确。

附图说明

图1为本发明的液压原理图；

图2为本发明缓冲阀组的液压原理图；

图3为本发明缓冲油缸的结构示意图；

图中，1、缓冲阀组，1-1、单向阀Ⅰ，1-2、减压阀，1-3、单向阀Ⅱ，1-4、单向阀Ⅲ，1-5、溢流阀，1-6、截止阀，2、蓄能器，3、缓冲油缸，4、液控换向阀，5、压力传感器，6、先导电磁阀，7、液压油箱，8、泵，9、先导溢流阀。

具体实施方式

下面根据附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1至图3所示，一种行走装置履带液压缓冲系统，包括缓冲阀组1、缓冲油缸3和液控换向阀4。行走装置的行走前进油路和行走后退油路分别通过所述缓冲阀组1与缓冲油缸3的液压腔连通，缓冲阀组1与缓冲油缸3之间设有蓄能器2。具体地，图3中，X为缓冲油缸3的黄油腔，Y为缓冲油缸3的液压腔，行走装置左右两侧的缓冲油缸3的液压腔并联在一起与缓冲阀组1连接，行走装置左右两侧的缓冲油缸3的液压腔各连通有一蓄能器2，蓄能器2可吸收缓冲油缸3传来的液压冲击，使行走更加平稳。

所述缓冲阀组1包括与行走后退油路连接的单向阀Ⅱ1-3和与行走前进油路连接的单向阀Ⅲ1-4。优选地，单向阀Ⅱ1-3的出油口和单向阀Ⅲ1-4的出油口并联后通过减压阀1-2与单向阀Ⅰ1-1的进油口连接。单向阀Ⅱ1-3与单向阀Ⅲ1-4的设置保证了行走后退油路与行走前进油路之间不发生串油，减压阀1-2可以使该液压系统得到较为稳定的缓冲压力。单向阀Ⅰ1-1的出油口与缓冲油缸3的液压腔连通。单向阀Ⅰ1-1可保证蓄能器2和缓冲油缸3的液压油在受到压力冲击时液压油不会回流。单向阀Ⅰ1-1的出油口与液压油箱7间设有溢流阀1-5，溢流阀1-5在缓冲油缸3受到履带传递的冲击时，可防止蓄能器2和缓冲油缸3压力过高，起到安全保护作用。

作为本实施例的优选，缓冲阀组1为集成阀，结构紧凑，占用空间小，方便液压管路连接。单向阀Ⅱ1-3的进油口与缓冲阀组1的进油口P1连接，单向阀Ⅲ1-4的进油口与缓冲阀组1的进油口P2连接，缓冲阀组1的进油口P1用于与行走后退油路连接，缓冲阀组1的进油口P2用于与行走前进油路连接。单向阀Ⅱ1-3的出油口和单向阀Ⅲ1-4的出油口并联后与减压阀1-2一侧油口连接，减压阀1-2另一侧油口与单向阀Ⅰ1-1的进油口连接，单向阀Ⅰ1-1的出油口与缓冲阀组1的工作油口A连接，缓冲阀组1的工作油口A用于同时与蓄能器2和缓冲油缸3连接。所述溢流阀1-5连接在单向阀Ⅰ1-1的出油口与缓冲阀组1的回油口T之间。更进一步地，所述单向阀Ⅰ1-1的出油口与缓冲阀组1的回油口T1之间设有截止阀1-6，回油口T1采用堵头封堵，截止阀1-6可排出蓄能器2和缓冲油缸3内的液压油，使履带松弛，方便履带的维修更换。

缓冲油缸3内置机械式换向阀，机械式换向阀为包含工作油口A和工作油口B的两位两通阀。缓冲油缸3内置的机械式换向阀为常闭状态，即机械式换向阀的机械行程杆在无外力作用实现阀芯换向的情况下，机械式换向阀的工作油口A和机械式换向阀的工作油口B相互截止。只有当缓冲油缸3的活塞杆收缩幅度较大会触碰到内置机械式换向阀的机械行程杆，机械式换向阀的阀芯克服弹簧力换向，机械式换向阀由截止状态切换成导通状态，机械式换向阀的工作油口A和机械式换向阀的工作油口B相互连通。行走装置左右两侧的缓冲油缸3的机械式换向阀的工作油口B均与液控换向阀4的液控腔连接。液控换向阀4上设有工作油口B和工作油口C，液控换向阀4的工作油口B和液控换向阀4的工作油口C均与液控换向阀4的连通。行走装置的一缓冲油缸3的机械式换向阀的工作油口B与液控换向阀4的工作油口B连通，行走装置的另一缓冲油缸3的机械式换向阀的工作油口B与液控换向阀4的工作油口C连通。

液控换向阀4的工作油口A连接有压力传感器5，液控换向阀4的进油口P通过泵8与液压油箱7连通，液控换向阀4的回油口T与液压油箱7连通。液控换向阀4的液控腔还通过节流阀与液控换向阀4的回油口T连通。液控换向阀4的右工位为液控换向阀4的工作油口A与液控换向阀4的回油口T相互连通；液控换向阀4的左工位为液控换向阀4的工作油口A与液控换向阀4的进油口P相互连通。液控换向阀4的阀芯在弹簧力的作用下使得液控换向阀4的工作油口A与液控换向阀4的进油口P相互截止。液控换向阀4的阀芯能够在液控腔引入的液压油的推动下克服弹簧力而运动至使液控换向阀4的工作油口A与液控换向阀4的进油口P相互连通。

本发明还提供了一种行走装置履带液压缓冲系统的控制方法，行走装置启动打火后，泵8从液压油箱7吸油，在液控换向阀4的进油口P处产生油压。

行走装置在行走动作时，缓冲阀组1的单向阀Ⅱ1-3和单向阀Ⅲ1-4分别从行走后退油路和行走前进油路上取液压油，行走装置不论是做行走前进还是行走后退动作时，都可以获取到液压油并经过缓冲阀组1对蓄能器2进行充液同时进入缓冲油缸3的液压腔对履带进行实时张紧。

在履带行走遇到冲击时，冲击会传递到缓冲油缸3的液压腔，蓄能器2可吸收缓冲油缸3所受到的液压冲击，缓冲油缸3的活塞杆收缩幅度较小不会触碰到内置机械式换向阀的机械行程杆。

在履带受到剧烈冲击时，缓冲油缸3的活塞杆收缩幅度较大会触碰到内置机械式换向阀的机械行程杆，机械式换向阀克服弹簧力换向，机械式换向阀由截止状态切换成导通状态，使得液控换向阀4的液控腔与缓冲油缸3的液压腔导通。液控换向阀4的阀芯在液控腔引入的液压油的推动下克服弹簧力而运动，使液控换向阀4的工作油口A与液控换向阀4的进油口P相互连通。液控换向阀4的进油口P的油压作用在压力传感器5上，压力传感器5发出报警信号，行走装置停止行走，保护履带不受损坏。推动液控换向阀4换向的压力油通过液控换向阀4内置的节流阀回液压油箱7。

考虑到机械设备为了整体的紧凑结构，多是采用一个液压油箱和一个驱动泵供整机的液压系统使用。因此，所述泵8采用先导泵，泵8与液控换向阀4的进油口P间设有先导电磁阀6；先导电磁阀6的进油口P与泵8的出油口连接，先导电磁阀6的回油口T与液压油箱7连通，先导电磁阀6的工作油口B与液控换向阀4的进油口P连接；先导电磁阀6处于第一工位时，先导电磁阀6的回油口T与先导电磁阀6的工作油口B相互连通；先导电磁阀6处于第二工位时，先导电磁阀6的进油口P与先导电磁阀6的工作油口B相互连通。通过控制先导电磁阀6的换向决定是否给缓冲系统提供作为信号的压力油。进一步地，所述泵8的出油口与液压油箱7间设有先导溢流阀9，通过先导溢流阀9控制系统的压力。

对于共用液压油箱和泵的情况，在行走装置启动打火后，泵8从液压油箱7吸油；行走装置在行走动作前先打开安全手柄，先导电磁阀6得电，先导电磁阀6由第一给切换至第二工位，泵8从液压油箱7吸取的液压油通过先导电磁阀6到达液控换向阀4的进油口P，液控换向阀4的进油口P处产生油压。

以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。