一種用於挖掘機的氣體舉升器的製作方法
2023-10-11 01:58:04 12
本發明涉及一種用於挖掘機的氣體舉升器，屬於挖掘機技術領域。
背景技術：
液壓挖掘機由於使用範圍廣，數量多，耗油量大，排放尾氣多的特點，研究液壓挖掘機的高效、節能有著非常重要的意義和價值。挖掘機的油缸是利用液壓泵輸入的油液壓力能轉換的機械能進行工作，而液壓泵則需要通過聯軸器與發動機飛輪外殼連接，依靠發動機輸出的功率，帶動液壓泵工作。液壓挖掘機的油缸採用的雙作用式液壓缸，雙作用式液壓缸活塞兩個方向的運動則通過兩腔交替進油，靠液壓力的作用來完成。機械舉升時，靠液壓力使缸實現單方向運動，反方向運動（即機械下降動作）則無法依靠機械自重來實現，需要依靠發動機輸出的動力來完成反方向運動。反方向運動（即機械下降動作）需要的液壓力是不必要的，浪費了發動機輸出的資源。
液壓挖掘機在工作過程中，利用發動機的動力來舉升工作裝置，工作裝置被舉升到高空再下落時，不僅沒有把工作裝置在此位置的巨大勢能利用起來，還要靠發動機的動力來控制其下落，白白耗費了能源。其工作裝置的重量佔挖掘機本身重量的1/4，挖掘機每次工作時，因舉升工作裝置的重量需要消耗很多能量，挖掘機要在克服此能量損耗的情況下進行工作，大大減小了施工的效率。許多液壓挖掘機通過安裝加長臂、伸縮臂、拆樓臂、打樁臂、加大挖鬥容量等方法擴大挖掘機的工作範圍及效率，可挖掘機大臂油缸的設計無法承受其負荷重量，每次舉升工作裝置時非常困難，例如加長臂和伸縮臂重量增加，挖掘機舉升時負荷大；打樁臂在拔鋼板樁時，拔不動或向上困難。目前有一種氮氣輔助缸，其無杆腔和有杆腔均為氮氣，兩腔之間設置有密封裝置，密封圈工作時需要油液潤滑，設計人員將密封處的活塞設置了貫通孔；其缺點在於設計人員未在有杆腔設置排氣孔，有杆腔的氣體只能通過貫通孔進入無杆腔；貫通孔不僅流通油液，還可流通氮氣，導致無杆腔和有杆腔的氮氣互相串通，以致輔助缸的能量減小並形成了減震器的作用。
還有一種混合動力挖掘機，利用氮氣和液壓油共同舉升機械工作裝置。其缺點在於，此裝置需要與挖掘機液壓系統、控制閥等核心部件連接，已出廠的舊挖掘機不便於安裝；另外，其原理結構導致挖掘機大臂降落時增加阻力，有時挖掘機工作中需要支撐機械本身，此阻力導致挖掘機下壓工作裝置時受阻無法支撐車輛。
技術實現要素：
針對上述問題，本發明要解決的技術問題是提供一種用於挖掘機的氣體舉升器。
本發明用於挖掘機的氣體舉升器, 它包含舉升器缸體1、活塞2、活塞杆3、缸頭4、缸蓋5、有杆腔6、無杆腔7、儲油室8、高壓氣瓶9、
進出氣孔10、進出油孔11、第一吊環12、第二吊環13、第一格萊圈14、YA形密封圈15、導向帶16、防塵封17、第二格萊圈18、緩衝封19、導向套20、導向套卡簧21、O型密封圈22、氣壓表23、截止閥24、充氣裝置25、高壓氣體安全閥26、挖掘機大臂油缸27和挖掘機大臂油缸的有杆腔油管28，缸體1設計為圓桶狀，在缸體1內設有活塞杆3和活塞2，活塞杆3的一端與活塞2連接，另一端在缸體1的一端伸出，伸出的一端設置有第一吊環12，連接在挖掘機的轉盤大架上，缸體1的上部與缸頭4相連，缸蓋5將缸頭4固定在缸體1內，缸體1的另一端設置有第二吊環13，連接在挖掘機的大臂上，活塞2將缸體1內部分隔為兩個腔體，其中一個腔體中設置有活塞杆3，為有杆腔6,另一個腔體內沒有活塞杆，為無杆腔7，有杆腔6與挖掘機大臂油缸的有杆腔油管28連接，流通介質為液壓油，無杆腔7與高壓氣瓶9連通，流通介質為氮氣，活塞2與缸體1之間設置有第一密封結構C，用於隔離有杆腔6與無杆腔7，活塞杆3與缸頭4之間設置有第二密封結構D，用於防止漏油，活塞2的上部設置有儲油室8，用於潤滑第一密封結構C，有杆腔6內的液壓油對第一密封結構C和第二密封結構D進行強制潤滑，以延長密封圈使用壽命，有杆腔6的缸體1外壁，近臨缸頭4的位置設置有進出油孔11，與挖掘機大臂油缸的有杆腔油管28連接，用於液壓油的進入與排出；挖掘機大臂油缸的有杆腔油管28通過挖掘機分配器與挖掘機液壓油箱連接；無杆腔7的缸體的外壁頂端設置有進出氣孔10，與高壓氣瓶9連接，用於氮氣的進入與排出；進出氣孔10與高壓氣瓶9的連接管路上，設置有截止閥24，當無杆腔7需要關閉氮氣時，打開截止閥24，用於阻止高壓氣瓶9與無杆腔7的氮氣流通，高壓氣瓶9設置有充氣裝置，用於向高壓氣瓶內補充氮氣，高壓氣瓶9存有高壓氮氣，作為能量供給氣體舉升器，高壓氣瓶9上設置有氣壓表23，用於測量高壓氣瓶9和無杆腔的實時壓力，以便調試出該挖掘機最佳的合適壓力；在高壓氣瓶9與進出氣孔10之間安裝高壓氣體安全閥26，在氮氣壓力超出額定值時，高壓氣體安全閥26自動釋放部分氮氣，保障氣體舉升器的最佳效果和安全性，當挖掘機的工作裝置下落時，自重降落產生的能量轉換為壓力將無杆腔7的氮氣儲存於高壓氣瓶9中，有杆腔6由挖掘機的大臂油缸的有杆腔油管28進入液壓油，氣體舉升器縮回；當挖掘機的工作裝置舉升時，高壓氣瓶9中儲存的氮氣供給無杆腔7高壓氮氣，有杆腔6的液壓油由挖掘機大臂油缸的有杆腔油管28回到挖掘機液壓油箱，舉升器提起。
作為優選，所述的第一密封結構C包括第一格萊圈14、兩個YA形密封圈15和兩個導向帶16，第一格萊圈14設置在活塞2的中間槽內，兩個YA形密封圈15設置在第一格萊圈14的兩側，兩個導向帶16設置在YA形密封圈的兩側。
作為優選，所述的第二密封結構D包括第二格萊圈18、緩衝封19、導向套20、導向套卡簧21、O型密封圈22，第二格萊圈18設置在缸頭4遠離活塞2的一側，緩衝封19設置在第二格萊圈18和導向套20之間，導向套20設置在近臨活塞2的一側，導向套20下方設置有導向套卡簧21，其中，所述的導向套20的數量可以是一個，也可以是多個，所述的第一格萊圈14和第二格萊圈18可根據密封結構選擇適合的材質。
作為優選,所述的挖掘機大臂油缸27數量為兩個，氣體舉升器的進出油孔11可以與一個或兩個挖掘機大臂油缸的有杆腔油管28連接；
作為優選,所述的有杆腔缸體6的外壁設置有進出油孔11與挖掘機大臂油缸的有杆腔油管28連接，進出油孔11也可與挖掘機分配器控制大臂動作的油管連接。
作為優選,所述的無杆腔缸7的外壁頂端設置有進出氣孔10，與高壓氣瓶9連接，用於氮氣的進入與排出；進出氣孔11的大小及形狀根據氣彈簧的容積進行設計，位置可以在左側或右側，根據機械的結構進行設置。
本發明的有益效果：它能克服現有技術的弊端結構設計合理新穎，簡便易行，成本低，保養周期長，設置有無杆腔和有杆腔，無杆腔與高壓氣瓶連接，介質為氮氣；有杆腔與挖掘機大臂油缸的有杆腔油管連通，介質為液壓油，無杆腔內使用高壓氮氣工作，有杆腔使用液壓油工作，有杆腔設計為液壓油可解決全氮氣缸無法支撐車輛的缺點。無杆腔內將氮氣進行蓄能，利用工作裝置下落時自重產生的能量來舉升工作裝置，工作裝置的重力勢能造成的能量消耗得到最大程度的優化，不消耗額外的機械能。該發明循環利用氮氣舉升挖掘機工作裝置，節省發動機的輸出功率，增加了工作裝置的舉升力，進一步的可增加工作裝置的長度及工作裝置的重量，降低了工作成本，綠色能源降低了油耗，使得排放量減少，有效控制了汙染物的排放，符合國家要求的節能減排政策。
附圖說明：
為了易於說明，本發明由下述的具體實施及附圖作以詳細描述。
圖1為本發明結構示意圖；
圖2為本發明中第一密封結構的結構示意圖；
圖3為本發明中第二密封結構的結構示意圖。
附圖標記：舉升器缸體1、活塞2、活塞杆3、缸頭4、缸蓋5、有杆腔6、無杆腔7、儲油室8、高壓氣瓶9、進出氣孔10、進出油孔11、第一吊環12、第二吊環13、第一格萊圈14、YA形密封圈15、導向帶16、防塵封17、第二格萊圈18、緩衝封19、導向套20、導向套卡簧21、O型密封圈22、氣壓表23、截止閥24、充氣裝置25、高壓氣體安全閥26、挖掘機大臂油缸27、挖掘機大臂油缸的有杆腔油管28。
具體實施方式：
如圖1所示，本具體實施方式採用以下技術方案：它包含舉升器缸體1、活塞2、活塞杆3、缸頭4、缸蓋5、有杆腔6、無杆腔7、儲油室8、高壓氣瓶9、 進出氣孔10、進出油孔11、第一吊環12、第二吊環13、第一格萊圈14、YA形密封圈15、導向帶16、防塵封17、第二格萊圈18、緩衝封19、導向套20、導向套卡簧21、O型密封圈22、氣壓表23、截止閥24、充氣裝置25、高壓氣體安全閥26、挖掘機大臂油缸27和挖掘機大臂油缸的有杆腔油管28，缸體1設計為圓桶狀，在缸體1內設有活塞杆3和活塞2，活塞杆3的一端與活塞2連接，另一端在缸體1的一端伸出，伸出的一端設置有第一吊環12，連接在挖掘機的轉盤大架上，缸體1的上部與缸頭4相連，缸蓋5將缸頭4固定在缸體1內，缸體1的另一端設置有第二吊環13，連接在挖掘機的大臂上，活塞2將缸體1內部分隔為兩個腔體，其中一個腔體中設置有活塞杆3，為有杆腔6,另一個腔體內沒有活塞杆，為無杆腔7，有杆腔6與挖掘機大臂油缸的有杆腔油管28連接，流通介質為液壓油，無杆腔7與高壓氣瓶9連通，流通介質為氮氣，活塞2與缸體1之間設置有第一密封結構C，用於隔離有杆腔6與無杆腔7，活塞杆3與缸頭4之間設置有第二密封結構D，用於防止漏油，活塞2的上部設置有儲油室8，用於潤滑第一密封結構C，有杆腔6內的液壓油對第一密封結構C和第二密封結構D進行強制潤滑，以延長密封圈使用壽命，有杆腔6的缸體1外壁，近臨缸頭4的位置設置有進出油孔11，與挖掘機大臂油缸的有杆腔油管28連接，用於液壓油的進入與排出；挖掘機大臂油缸的有杆腔油管28通過挖掘機分配器與挖掘機液壓油箱連接；無杆腔7的缸體的外壁頂端設置有進出氣孔10，與高壓氣瓶9連接，用於氮氣的進入與排出；進出氣孔10與高壓氣瓶9的連接管路上，設置有截止閥24，當無杆腔7需要關閉氮氣時，打開截止閥24，用於阻止高壓氣瓶9與無杆腔7的氮氣流通，高壓氣瓶9設置有充氣裝置，用於向高壓氣瓶內補充氮氣，高壓氣瓶9存有高壓氮氣，作為能量供給氣體舉升器，高壓氣瓶9上設置有氣壓表23，用於測量高壓氣瓶9和無杆腔的實時壓力，以便調試出該挖掘機最佳的合適壓力；在高壓氣瓶9與進出氣孔10之間安裝高壓氣體安全閥26，在氮氣壓力超出額定值時，高壓氣體安全閥26自動釋放部分氮氣，保障氣體舉升器的最佳效果和安全性，當挖掘機的工作裝置下落時，自重降落產生的能量轉換為壓力將無杆腔7的氮氣儲存於高壓氣瓶9中，有杆腔6由挖掘機的大臂油缸的有杆腔油管28進入液壓油，氣體舉升器縮回；當挖掘機的工作裝置舉升時，高壓氣瓶9中儲存的氮氣供給無杆腔7高壓氮氣，有杆腔6的液壓油由挖掘機大臂油缸的有杆腔油管28回到挖掘機液壓油箱，舉升器提起。
作為優選，所述的第一密封結構C包括第一格萊圈14、兩個YA形密封圈15和兩個導向帶16，第一格萊圈14設置在活塞2的中間槽內，兩個YA形密封圈15設置在第一格萊圈14的兩側，兩個導向帶16設置在YA形密封圈的兩側。
作為優選，所述的第二密封結構D包括第二格萊圈18、緩衝封19、導向套20、導向套卡簧21、O型密封圈22，第二格萊圈18設置在缸頭4遠離活塞2的一側，緩衝封19設置在第二格萊圈18和導向套20之間，導向套20設置在近臨活塞2的一側，導向套20下方設置有導向套卡簧21，其中，所述的導向套20的數量可以是一個，也可以是多個，所述的第一格萊圈14和第二格萊圈18可根據密封結構選擇適合的材質。
作為優選,所述的挖掘機大臂油缸27數量為兩個，氣體舉升器的進出油孔11可以與一個或兩個挖掘機大臂油缸的有杆腔油管28連接；
作為優選,所述的有杆腔缸體6的外壁設置有進出油孔11與挖掘機大臂油缸的有杆腔油管28連接，進出油孔11也可與挖掘機分配器控制大臂動作的油管連接。
作為優選,所述的無杆腔缸7的外壁頂端設置有進出氣孔10，與高壓氣瓶9連接，用於氮氣的進入與排出；進出氣孔11的大小及形狀根據氣彈簧的容積進行設計，位置可以在左側或右側，根據機械的結構進行設置。
本具體實施方式中氣體舉升器的上下端可以互換，其中，第一吊環12可設計為氣體舉升器的上部，與挖掘機大臂連接；第二吊環12為氣體舉升器的下部，與挖掘機轉盤大架連接，氣體舉升器的數量一般設計為一個，也可以設計為多個，體積、長度、直徑的尺寸根據挖掘機型號的不同，可以進行設置，高壓氣瓶9的體積形狀與容積根據舉升器的使用要求進行設置，可以為一個或多個，容量可以大也可以小； 氣體舉升器一端附加在挖掘機轉盤大架上，另一端與挖掘機大臂連接，而非僅限於連接大臂或大架；氣體舉升器與挖掘機連接的部位，可以是固定連接，也可以是可拆卸式連接；連接的位置可以是挖掘機大臂的內部，也可以是大臂的底部，或者挖掘機大臂油缸的通用軸上，在高壓氣瓶9處，可以安裝電子控制模塊，用於更精確的控制氮氣的釋放，且高壓氣瓶9放置在挖掘機的配重鐵上方，也可以放在配重與發動機之間；優選的實施方式為標準挖掘機使用固定架安裝在配重鐵上方，並配備氣瓶罩蓋；加長臂等特種挖掘機將配重鐵後移，放置在配重鐵與發動機之間，並配備護板。
以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。