一种提高装载机铲装能力的控制装置及其控制方法.pdf

本发明公开了一种提高装载机铲装能力的控制装置及其控制方法，该装置包括通过铲斗油缸组（3）铰接铲斗（1）的连接板（2），连接主泵（10）的进油电磁阀组（9），与进油电磁阀组（9）连接的等差减压阀组（8），回油电磁阀组（7）以及梭阀组（6）；该进油电磁阀组（9）连接驾驶室内铲装控制开关；该回油电磁阀组（7）一端连接等差减压阀组（8）出口处，另一端连接铲斗油缸组（3）有杆腔处，并通过背压阀（11）连接油箱；该梭阀组（6）输入端连接铲斗油缸组（3）无杆腔处，输出端分别连接等差减压阀组（8）弹簧侧。依靠油缸推动铲斗，实现物料插入的操作，解决了目前已有设计主要靠装载机行走插入物料易使轮胎严重磨损的问题。

1.  一种提高装载机铲装能力的控制装置，包括铲斗（1），与油箱连接的主泵（10），及分别与主泵连接的动臂控制阀（15）和转斗控制阀（16），该动臂控制阀（15）分别连接动臂油缸（18）和动臂先导阀（20），该转斗控制阀（16）分别连接转斗油缸（17）和转斗先导阀（19）；
其特征在于，还包括分别与动臂（4）和拉杆（5）铰接的连接板（2），铲斗油缸组（3），连接主泵（10）的进油电磁阀组（9），与进油电磁阀组（9）连接的等差减压阀组（8），回油电磁阀组（7）以及梭阀组（6）；
该铲斗（1）与连接板（2）通过铲斗油缸组（3）铰接；该进油电磁阀组（9）连接驾驶室内铲装控制开关，控制铲斗油缸组（3）动作；该回油电磁阀组（7）一端连接等差减压阀组（8）出口处，另一端连接铲斗油缸组（3）有杆腔处，并通过背压阀（11）连接油箱；该梭阀组（6）输入端连接铲斗油缸组（3）无杆腔处，输出端分别连接等差减压阀组（8）弹簧侧。

2.  根据权利要求1所述的一种提高装载机铲装能力的控制装置，其特征在于，还包括控制器，安装在连接板（2）上的接近开关（13）及连接主泵（10）出口处的电磁换向阀（14），该电磁换向阀（14）分别连接进油电磁阀组（9）、动臂控制阀（15）和转斗控制阀（16），该接近开关（13）电连接控制器、并通过控制器控制电磁换向阀（14）动作。

3.  根据权利要求1或2所述的一种提高装载机铲装能力的控制装置，其特征在于，所述的连接板（2）内圆弧与铲斗（1）外圆弧的弧度相同，在铲斗油缸组（3）全收回状态下，两圆弧面完全接触。

4.  根据权利要求1或2所述的一种提高装载机铲装能力的控制装置，其特征在于，所述的连接板（2）上开设有铲斗油缸组（3）穿过的开孔，连接板（2）背面安装有连接铲斗油缸组（3）的安装座，对应铲斗（1）背面也安装有连接铲斗油缸组（3）的安装座。

5.  根据权利要求1或2所述的一种提高装载机铲装能力的控制装置，其特征在于，所述的连接板（2）底部安装有防滑筋板（12）。

6.  根据权利要求5所述的一种提高装载机铲装能力的控制装置，其特征在于，所述的防滑筋板（12）截面为直角梯形结构。

7.  一种如权利要求1或2所述的一种提高装载机铲装能力的控制装置的控制方法，其特征在于，具体操作步骤如下：
A、当装载机行走插入物料后，需要铲斗（1）进一步伸出插入物料时：启动铲装控制开关，进油电磁阀组（9）得电处于通路位置，回油电磁阀组（7）得电处于断开位置；主泵（10）输出工作油通过进油电磁阀组（9）和等差减压阀组（8）后，一路工作油被回油电磁阀组（7）截断，另一路工作油进入铲斗油缸组（3）无杆腔，推动铲斗油缸组（3）伸出，有杆腔工作油经背压阀（11）流入油箱，实现铲斗（1）匀速插入物料中；
B、当铲斗（1）完成物料插入后，需要收起铲斗（1）时：关闭铲装控制开关，进油电磁阀组（9）失电处于断开位置，回油电磁阀组（7）失电处于通路位置；主泵（10）输出工作油被进油电磁阀组（9）截断，铲斗油缸组（3）无杆腔工作油通过回油电磁阀组（7）与有杆腔工作油连通，无杆腔工作油一路流入有杆腔中，一路克服背压阀（11）压力流入油箱；直至铲斗油缸组（3）中活塞全部收回，实现铲斗（1）收回并与连接板（2）圆弧接触。

8.  根据权利要求7所述的一种提高装载机铲装能力的控制装置的控制方法，其特征在于，在铲斗油缸组（3）伸出的情况下，接近开关（13）无信号输出，电磁换向阀（14）断电，在弹簧作用下处于右位，主泵（10）输出的工作油无法流入动臂控制阀（15）和转斗控制阀（16）中，操纵动臂先导阀（20）和转斗先导阀（19）无动作；
当铲斗油缸组（3）处于收回状态时，接近开关（13）有信号输出，电磁换向阀（14）得电，在弹簧作用下处于左位，主泵（10）输出的工作油流入动臂控制阀（20）和转斗控制阀（19）中，操纵动臂先导阀（20）和转斗先导阀（19）正常动作。

一种提高装载机铲装能力的控制装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种工程机械的控制装置及该装置的控制方法，尤其适用于提高装载机的铲装能力。
背景技术
目前，装载机是一种广泛用于公路、铁路、矿山、建筑、水电、港口等工程的土石方工程施工机械。它的作业对象主要是各种土壤、砂石料、灰料及其它筑路用散状物料等。主要完成铲、装、运、卸等作业。
现有设计使得装载机在对物料进行铲装时，主要依靠装载机行走插入物料，即依靠轮胎与地面接触产生的附着力对物料进行插入。这种方式受地面摩擦系数影响很大，尤其在地面湿滑的情况下，对插入阻力较大的物料进行行走插入时，通常会发生插入物料深度小，甚至是轮胎打滑的现象，不仅影响铲装效率，而且打滑使得轮胎产生严重的磨损。因此，装载机的铲装能力有待提高。
发明内容
针对上述现存的技术问题，本发明提供一种提高装载机铲装能力的控制装置及其控制方法，依靠油缸推动铲斗，实现物料插入的操作，以高装载机铲装能力。
为实现上述目的，本发明提供一种提高装载机铲装能力的控制装置，包括铲斗，与油箱连接的主泵，分别与主泵连接的动臂控制阀和转斗控制阀，该动臂控制阀分别连接动臂油缸和动臂先导阀，该转斗控制阀分别连接转斗油缸和转斗先导阀。主要改进点在于：还包括分别与动臂和拉杆铰接的连接板，铲斗油缸组，连接主泵的进油电磁阀组，与进油电磁阀组连接的等差减压阀组，回油电磁阀组以及梭阀组。
其中：该铲斗与连接板通过铲斗油缸组铰接；该进油电磁阀组连接驾驶室内铲装控制开关，控制铲斗油缸组动作；该回油电磁阀组一端连接等差减压阀组出口处，另一端连接铲斗油缸组有杆腔处，并通过背压阀连接油箱；该梭阀组输入端连接铲斗油缸组无杆腔处，输出端分别连接等差减压阀组弹簧侧。
进一步，本控制装置还包括控制器，安装在连接板上的接近开关及连接主泵出口处的电磁换向阀，该电磁换向阀分别连接进油电磁阀组、动臂控制阀和转斗控制阀，该接近开关电连接控制器、并通过控制器控制电磁换向阀动作。
更进一步，所述的连接板内圆弧与铲斗外圆弧的弧度相同，在铲斗油缸组全收回状态下，两圆弧面完全接触。
更进一步，所述的连接板上开设有铲斗油缸组穿过的开孔，连接板背面安装有连接铲斗油缸组的安装座，对应铲斗背面也安装有连接铲斗油缸组的安装座。
更进一步，所述的连接板底部安装有防滑筋板。并且，所述的防滑筋板截面为直角梯形结构。
本发明还提供了上述提高装载机铲装能力的控制装置的控制方法，具体操作步骤如下：
A、当装载机行走插入物料后，需要铲斗进一步伸出插入物料时：启动铲装控制开关，进油电磁阀组得电处于通路位置，回油电磁阀组得电处于断开位置；主泵输出工作油通过进油电磁阀组和等差减压阀组后，一路工作油被回油电磁阀组截断，另一路工作油进入铲斗油缸组无杆腔，推动铲斗油缸组伸出，有杆腔工作油经背压阀流入油箱。如此，便实现铲斗匀速插入物料中。
B、当铲斗完成物料插入后，需要收起铲斗时：关闭铲装控制开关，进油电磁阀组失电处于断开位置，回油电磁阀组失电处于通路位置；主泵输出工作油被进油电磁阀组截断，铲斗油缸组无杆腔工作油通过回油电磁阀组与有杆腔工作油连通，无杆腔工作油一路流入有杆腔中，一路克服背压阀压力流入油箱；直至铲斗油缸组中活塞全部收回，铲斗与连接板圆弧接触。如此，便实现了铲斗的收回。
进一步，为减少操作失误，在铲斗油缸组伸出的情况下，接近开关无信号输出，电磁换向阀断电，在弹簧作用下处于右位，主泵输出的工作油无法流入动臂控制阀和转斗控制阀中，操纵动臂先导阀和转斗先导阀无动作。当铲斗油缸组处于收回状态时，接近开关有信号输出，电磁换向阀得电，在弹簧作用下处于左位，主泵输出的工作油流入动臂控制阀和转斗控制阀中，操纵动臂先导阀和转斗先导阀正常动作。
综上所述，本发明解决了原有设计主要靠装载机行走插入物料易使轮胎严重磨损的问题，降低了不同地面情况对铲装作业的影响，提高了装载机铲装的能力。此外，卸下铲斗及铲斗油缸组后，连接板的自身结构还可作为装载叉使用，使得该装置具有多机具的功能。
附图说明
图1为本发明的铲斗油缸组伸出时液压原理图；
图2为本发明的铲斗油缸组收回时液压原理图；
图3为本发明收铲斗抬动臂时液压原理图；
图4为本发明铲斗油缸组伸出时截面图；
图5为本发明铲斗油缸组收回时截面图；
图6为本发明的连接板结构示意图；
图7为本发明的铲斗结构示意图；
图8为本发明的防滑筋板截面图；
图中：1、铲斗，2、连接板，3、铲斗油缸组，4、动臂，5、拉杆，6、梭阀组，7、回油电磁阀组，8、等差减压阀组，9、进油电磁阀组，10、主泵，11、背压阀，12、防滑筋板，13、接近开关，14、电磁换向阀，15、动臂控制阀，16、转斗控制阀，17、转斗油缸，18、动臂油缸，19、转斗先导阀，20、动臂先导阀。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一般装载机的液压系统包括铲斗1，与油箱连接的主泵10，分别与主泵连接的动臂控制阀15和转斗控制阀16，该动臂控制阀15分别连接动臂油缸18和动臂先导阀20，该转斗控制阀16分别连接转斗油缸17和转斗先导阀19。对物料进行铲装时，主要依靠装载机行走插入物料，即依靠轮胎与地面接触产生的附着力对物料进行插入。
如图1至图5所示，为避免依靠装载机行走实现物料插入的现状，改为依靠油缸推动铲斗来实现物料插入的操作，本发明还包括与铲斗1通过铲斗油缸组3铰接的连接板2，该连接板2与动臂4和拉杆5分别通过销轴铰接；还包括控制器、布置在主泵10出口处的电磁换向阀14、加设在电磁换向阀14与等差减压阀组8之间的进油电磁阀组9、等差减压阀组8、回油电磁阀组7以及梭阀组6；该接近开关13电连接控制器，并通过控制器控制电磁换向阀14动作；该进油电磁阀组9连接驾驶室内铲装控制开关，控制铲斗油缸组3动作；该回油电磁阀组7一端连接等差减压阀组8出口处，另一端连接铲斗油缸组3有杆腔处，并通过背压阀11连接油箱；该梭阀组6输入端连接铲斗油缸组3无杆腔处，输出端分别连接等差减压阀组8弹簧侧。
上述实施例中，如图6所示，所述的连接板2内圆弧与铲斗1外圆弧相同，在铲斗油缸组3全收回状态下，两圆弧面完全接触。并且，连接板2上开设有铲斗油缸组3穿过的开孔，连接板2背面焊接有连接铲斗油缸组3的安装座，方便了铲斗油缸组3的安放。如图7所示，对应铲斗1背面焊接有连接铲斗油缸组3的安装座。如图5和图8所示，在连接板2底部焊接固定有若干防滑筋板12，防滑筋板12截面为直角梯形结构，加强了连接板2底部的防滑性。
使用上述控制装置时，如图1和图4所示，当驾驶员操作装载机行走插入物料至一定位置后，需要铲斗1进一步伸出插入物料时，先启动铲装控制开关，进油电磁阀组9得电处于通路位置，回油电磁阀组7得电处于断开位置；主泵10输出工作油通过进油电磁阀组9和等差减压阀组8后，一路工作油被回油电磁阀组7截断，另一路工作油进入铲斗油缸组3无杆腔，推动铲斗油缸组3伸出，有杆腔工作油经背压阀11流入油箱。
由于梭阀组6输出端输出铲斗油缸组3中最大压力作用在等差减压阀组8弹簧侧，使得进油电磁阀组9前后压差相等，并且进油电磁阀组9接通时各阀芯开口面积相等，所以流过进油电磁阀组9的流量相等，即在铲斗油缸组3各油缸伸出时受到负载不一致的情况下，流入无杆腔中的工作油流量相等，各油缸伸出速度相同，如此便能实现铲斗1匀速插入物料中。
同时，为避免在铲斗油缸组3伸出状态时，进行收斗抬臂等误操作引起铲斗油缸组3损坏的问题，如图1和图5所示，本发明还在连接板2上布置有接近开关13，用以检测铲斗1与连接板2的相对位置；并在主泵出口处布置电磁换向阀，该电磁换向阀分别连接进油电磁阀组、动臂控制阀和转斗控制阀；且接近开关电通过控制器控制电磁换向阀动作。当铲斗油缸组3处于伸出状态时，接近开关13无信号输出，电磁换向阀14断电，在弹簧作用下处于右位，主泵10输出的工作油无法流入动臂控制阀15和转斗控制阀16中，操纵动臂先导阀20和转斗先导阀19无动作，在铲斗油缸组3伸出的情况下，避免驾驶员误操作引起铲斗油缸组3的损坏。当铲斗油缸组3处于收回状态时，接近开关13有信号输出，电磁换向阀14得电，在弹簧作用下处于左位，主泵10输出的工作油流入动臂控制阀20和转斗控制阀19中，操纵动臂先导阀20和转斗先导阀19正常动作。
如图2和图5所示，当驾驶员完成物料插入后，需要收斗时：先关闭铲装控制开关，进油电磁阀组9失电处于断开位置，回油电磁阀组7失电处于通路位置；主泵10输出工作油被进油电磁阀组9截断，铲斗油缸组3无杆腔工作油通过回油电磁阀组7与有杆腔工作油连通；操作装载机前进，在铲斗1中物料的自重下及物料堆阻力作用的情况下，油缸组3中无杆腔工作油一部分流入有杆腔中，一部分克服背压阀11设定的较低压力流入油箱；直至铲斗油缸组3中活塞全部收回，铲斗1与连接板2圆弧接触，此时可进行收斗、举升、搬运和卸料等操作。
应用本发明后，装载机提高了铲装作业时对地面即物料阻力的适应性，避免了原有铲装作业时轮胎打滑的现象，整机的铲装作业效率也有所提高。