铲运机防吸空液压系统的制作方法

1.本实用新型总体而言涉及地下矿山机械领域，具体而言，涉及一种防吸空的铲运机液压转向系统。


背景技术：

2.随着全球矿业机械化水平的不断提高，地下铲运机已成为地下矿山开采的必备设备。
3.铲运机装载过程中，铲斗卸料时，受铲斗和矿石重力的作用，快速缩回，极易因系统供油不足而出现吸空现象；动臂下降时，受动臂、摇臂、连杆和铲斗的重力作用，下降时间可以达到2.5s，甚至更短，例如7吨z型连杆的铲运机，此时所需液压油的流量高达310l/min，而系统最大流量只有185l/min。对于正转连杆的铲运机，铲斗卸料时，转斗油缸无杆腔进油，有杆腔回油，系统所有的液压油流量更高。
4.为避免液压缸因吸空而引发气蚀，通常在工作装置的控制阀回油油路上设置背压阀，如山特维克的lh307铲运机，其工作阀t口设置4.5bar的背压单向阀。中小吨位铲运机，由于安装空间的限制，其液压系统仍广泛采用齿轮泵，其流量随发动机转速的升高而增大，如7吨铲运机的最大流量为185l/min。由于其背压阀始终作用，当设备运输工况时，系统流量接近或等于最大流量，4.5bar背压阀产生的发热功率高达1.5kw。若背压阀设定压力更高，其产生的发热功率更大。
5.另外一种方式采用内置背压阀的专用多路阀，如parker公司的km300多路阀，其背压阀只各阀芯的回油其作用，无动作时，液压油直接从p口经过阀芯的中位油道，进入回油，不经过背压阀。由于大部分厂家的多路阀受结构限制，无法集成背压阀，选型受限，且km300多路阀的体积较大，不适合中小吨位铲运机。
6.专利cn201520605563.3公布了一种液控背压阀的方案，由工作先导手柄控制背压阀是否作用，解决了系统发热的问题，且最大背压可调，但结构复杂，通用性差，只适用于采用液控多路阀的系统。


技术实现要素：

7.本实用新型的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种应用范围广且能耗低、易于选型的铲运机防吸空液压系统。
8.为实现上述实用新型目的，本实用新型采用如下技术方案：
9.根据本实用新型的一个方面，提供了一种铲运机防吸空液压系统，包括转斗油缸、动臂油缸、多路阀、背压阀、液压泵和油箱，所述多路阀置于所述液压泵的出口与所述转斗油缸和所述动臂油缸进油口之间，所述液压泵进口连通所述油箱，所述多路阀的过桥c口连通所述油箱，所述背压阀的进口设连通所述多路阀的t口，所述背压阀的出口连通所述油箱，其中：所述多路阀动作，所述转斗油缸和所述动臂油缸回油经过所述背压阀回到油箱；所述多路阀不动作，所述液压泵提供的液压油直接回到所述油箱。
10.根据本实用新型的一实施方式，所述多路阀为具有过桥功能的多路阀。
11.根据本实用新型的一实施方式，所述多路阀的控制方式为手动、液控、气控和电液控制中的任一种。
12.根据本实用新型的一实施方式，所述背压阀为单向阀。
13.根据本实用新型的一实施方式，所述单向阀为螺纹插装式或管式。
14.根据本实用新型的一实施方式，所述背压阀的压力最高设定值大于等于10bar。
15.根据本实用新型的一实施方式，所述液压泵的数量为一个或两个，当所述液压泵数量为两个时，两个所述液压泵并联设置。
16.根据本实用新型的一实施方式，所述背压阀连通所述油箱的油路上设置有回油过滤器。
17.根据本实用新型的一实施方式，所述液压系统应用于正转四连杆、五连杆、六连杆的铲运机和z型六连杆的铲运机中的任一种。
18.由上述技术方案可知，本实用新型的铲运机防吸空液压系统的优点和积极效果在于：
19.1)相比现有技术方案，系统减少不低于1.5kw的发热，降低了液压油的工作温度，延长实用寿命。
20.2)背压阀的压力设定值可增大至10bar，提高了系统的补油效果，避免因吸空而产生气蚀。
21.3)多路阀为常规多路阀，生产厂家众多，便于选型。
22.4)系统构成简单，相比现有无防吸空功能的液压系统，只增加了一个背压阀。
23.5)本系统适用于各种控制形式的多路阀。
24.6)既适用于工作装置为正转四连杆、五连杆、六连杆的铲运机，又适用于z型六连杆的铲运机。
附图说明
25.通过结合附图考虑以下对本实用新型的优选实施例的详细说明，本实用新型的各种目标、特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本实用新型的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：
26.图1是一示例性实施例中示出的本实用新型铲运机防吸空液压系统示意图。
27.图2是另一示例性实施例中示出的本实用新型铲运机防吸空液压系统示意图。
具体实施方式
28.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本实用新型将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
29.在对本实用新型的不同示例的下面描述中，参照附图进行，所述附图形成本实用新型的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本实用新型的多个方面的不同示例性结构、系统和步骤。应理解，可以使用部件、结构、示例性装置、系统和步骤的其他特定方案，并
且可在不偏离本实用新型范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“顶部”、“底部”、“前部”、“后部”、“侧部”等来描述本实用新型的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本实用新型的范围内。
30.图1是一示例性实施例中示出的本实用新型铲运机防吸空液压系统示意图。图2是另一示例性实施例中示出的本实用新型铲运机防吸空液压系统示意图。
31.如图1和图2所示，本实用新型的铲运机防吸空液压系统，包括转斗油缸1、动臂油缸2、多路阀3、背压阀4、液压泵5和油箱。其中，多路阀3置于液压泵5的出口与转斗油缸1和动臂油缸2进油口之间，液压泵5进口连通油箱，多路阀3的过桥c口连通油箱，背压阀4的进口设连通多路阀3的t口，背压阀4的出口连通油箱。
32.本实用新型中：多路阀3动作，转斗油缸1和动臂油缸2回油经过背压阀4回到油箱；多路阀3不动作，液压泵5提供的液压油直接回到油箱。
33.本实用新型的一实施例中，多路阀3为具有过桥功能的多路阀，多路阀3的控制方式为手动、液控、气控和电液控制中的任一种。
34.本实用新型的一实施例中，背压阀4为单向阀，单向阀为螺纹插装式或管式，背压阀4的压力最高设定值大于等于10bar。本实用新型的一实施例中，背压阀4连通油箱的油路上设置有回油过滤器6。
35.本实用新型的一实施例中，液压泵5的数量为一个或两个，当液压泵5数量为两个时，两个液压泵5并联设置。本实用新型的一实施例中，液压系统应用于正转四连杆、五连杆、六连杆的铲运机和z型六连杆的铲运机中的任一种。
36.本实用新型的一实施例中，多路阀3的p口连接液压泵5的出口，t口接背压阀4的进口，背压阀4的出口与多路阀3的c口相连，最后连接到回油过滤器6的进口。a1、b1口分别接动臂油缸2的无杆腔和有杆腔；a2、b2口分别连接转斗油缸1的有杆腔和无杆腔。
37.当多路阀3动作时，动臂油缸或转斗油缸的回油首先通过多路阀a1、b1、a2、b2口的补油阀，进入液压缸的另外一腔，其余回油从t口经过背压阀、回油过滤器，回到油箱。
38.当多路阀3不动作时，液压油经过阀芯的中位油道，流向c口，从c口经过回油过滤器，回到油箱，减少不必要的发热。
39.图2中双泵合流的防吸空液压系统，与图1中单泵防吸空液压系统相比，区别主要是油源增加了转向泵7合流部分。
40.本实用新型的一实施例中，对于z型六连杆铲运机，转斗油缸1伸出时，铲斗收回，转斗油缸1缩回时，铲运机运输工况时，工作装置不动作，转向系统偶尔动作，液压油经过多路阀3各换向阀芯的中位油道，从c口流出，经过回油过滤器6，回到油箱，实现低压力循环。
41.当动臂下降时，动臂油缸2的有杆腔进油，无杆腔回油，由于工作装置自重较大，动臂油缸2快速缩回，为避免下降速度过快，限制相应阀芯的最大开度。由于背压阀4的阻挡，动臂油缸1的回油优先通过b1口的补油阀，进入有杆腔，当回油压力高于背压阀的设定值后，背压阀4打开，多余液压油经过回油过滤器6，回到油箱。
42.当铲斗卸料时，转斗油缸1的有杆腔进油，无杆腔回油，由于铲斗、矿石质量较大，在重力的作用下，转斗油缸1快速缩回，为避免卸料速度过快，限制相应阀芯的最大开度。由于背压阀4的阻挡，转斗油缸1的回油优先通过a2口的补油阀，进入有杆腔，当回油压力高于
背压阀4的设定值后，背压阀4打开，多余液压油经过回油过滤器，回到油箱。
43.由于铲运机的运输时间最少占一个动作循环时间的85％，因此取消运输工况下系统的不必要的背压，将大大减少系统发热。
44.本实用新型的铲运机防吸空液压系统的优点和积极效果在于：
45.1)相比现有技术方案，系统减少不低于1.5kw的发热，降低了液压油的工作温度，延长实用寿命。
46.2)背压阀的压力设定值可增大至10bar，提高了系统的补油效果，避免因吸空而产生气蚀。
47.3)多路阀为常规多路阀，生产厂家众多，便于选型。
48.4)系统构成简单，相比现有无防吸空功能的液压系统，只增加了一个背压阀。
49.5)本系统适用于各种控制形式的多路阀。
50.6)既适用于工作装置为正转四连杆、五连杆、六连杆的铲运机，又适用于z型六连杆的铲运机。
51.本实用新型所属技术领域的普通技术人员应当理解，上述具体实施方式部分中所示出的具体结构和工艺过程仅仅为示例性的，而非限制性的。而且，本实用新型所属技术领域的普通技术人员可对以上所述所示的各种技术特征按照各种可能的方式进行组合以构成新的技术方案，或者进行其它改动，而都属于本实用新型的范围之内。