一種帶液壓過載的高壓自動變量控制方法及控制閥裝置製造方法
2023-07-10 17:18:21 2
一種帶液壓過載的高壓自動變量控制方法及控制閥裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種帶液壓過載的高壓自動變量控制方法及控制閥裝置，方法是採用一帶面積差的控制滑閥閥芯來感應馬達進口壓力，以實現進口壓力和排量的自動高壓變量；並在該滑閥芯尾端引入先導液控壓力，實現液壓過載功能；裝置包括馬達，所述馬達的進口、出口分別經單向閥(2)與控制滑閥(4)連接，控制滑閥(4)上設有調壓彈簧(3)和反饋彈簧(5)，反饋彈簧(5)與變量缸(1)連接，變量缸(1)還與控制滑閥(4)連接。本發明能在複雜且難以預知的地質工況條件下快速實現高壓自動控制和外部先導液控的複合疊加，從而使主機獲得工作效率和安全保障。
【專利說明】一種帶液壓過載的高壓自動變量控制方法及控制閥裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種彎軸式液壓變量馬達的控制方式及裝置，特別是一種帶液壓過載的高壓自動變量控制方法及控制閥裝置。
【背景技術】
[0002]為滿足旋挖鑽機的工況要求，對於其提升機構中的執行馬達，通常均配置帶壓力調節功能的高壓自動變量控制機構，以改變馬達的排量，具體為:當馬達進口壓力增高時，馬達的排量隨壓力升高而從最小排量向最大排量成比例無級擺動。當馬達設計一定時，其變量控制壓力起點為調定值。當無外部壓力油控制時，馬達壓力與排量變量關係為固定值。在實際工況下，因土壤巖層的地質組成差異極大可能造成馬達的單一工作狀態難以適應主機掘進效率的要求，且不能有效人為控制馬達轉速；故在高壓自動變量基礎上引入液壓過載裝置，其原理是通過人為控制先導液控壓力值改變變量控制壓力起點的設定值，以便人為控制馬達的工作狀態以提高主機掘進效率。
[0003]在一些複雜地質條件下，為保護鑽頭安全，會預先人為地通過液壓過載裝置將馬達直接控制到較大排量以降低轉速，避免高速旋轉的鑽頭意外碰撞到硬度較大的巖層或軟土中的鵝卵石而損壞鑽頭，也就是說，在一些可預知的地質條件下，為提高主機效率或保護鑽頭安全，主機操作員可以預先控制馬達的轉速且無需擔心系統壓力過高。但是，在複雜且難以預知的地質工況條件下，無法保證外部先導液控能對高壓自動控制及時進行有效控制，且在高壓自動控制的變量過程中，能對突然施加或變化的外部先導液控壓力產生快速而穩定的響應。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在於，提供一種帶液壓過載的高壓自動變量控制方法及控制閥裝置。本發明能在複雜且難以預知的地質工況條件下快速實現高壓自動控制和外部先導液控的複合疊加，從而使主機獲得工作效率和安全保障。
[0005]本發明的技術方案:一種帶液壓過載的高壓自動變量控制方法，其特徵在於:採用一帶面積差的控制滑閥閥芯來感應馬達進口壓力，以實現進口壓力和排量的自動高壓變量；並在該滑閥芯尾端引入先導液控壓力，實現液壓過載功能。
[0006]實現上述的帶液壓過載的高壓自動變量控制方法的控制閥裝置，其特徵在於:包括馬達，所述馬達的進口、出口分別經單向閥與控制滑閥連接，控制滑閥上設有調壓彈簧和反饋彈簧，反饋彈簧與變量缸連接，變量缸還與控制滑閥連接。
[0007]前述的控制閥裝置中，所述控制滑閥包括閥體，閥體內設有閥套，閥套內設有閥芯，所述閥套上設有高壓油口、用於連接變量缸的大端油口，所述閥芯包括前端和用於感受先導壓力的尾端，前端與調壓彈簧和反饋彈簧相接觸，尾端和前端之間還設有控制臺階，控制臺階的直徑仏大於尾端的直徑D 10
[0008]前述的控制閥裝置中，所述的D2= 1.030^
[0009]前述的控制閥裝置中，所述的尾端的外徑上設有均勻分布若干個均壓槽，以改進閥芯與閥套的潤滑性能，更好地提高閥芯工作穩定性。
[0010]前述的控制閥裝置中，所述尾端靠近端面處還設有擋圈槽，以控制閥芯最大位移。
[0011]前述的控制閥裝置中，所述前端設有卸油平臺縫隙。
[0012]與現有技術相比，本發明通過馬達、控制滑閥、調壓彈簧、反饋彈簧和變量缸等構件協同作用，解決馬達在複雜多變工況下的自動控制和人工控制的複合問題，無需對主機系統進行複雜設計，直接控制變量馬達完成對複雜多變工況的適應，從而使主機獲得工作效率和安全保障。且在高壓自動控制的變量過程中，馬達能對突然施加或變化的外部液控壓力產生快速而穩定的響應，不會發生自動控制和先導液控的疊加幹擾形成的排量震蕩。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是本發明馬達工作原理圖。
[0014]圖2是本發明控制閥的結構圖；
[0015]圖3是A-A向示意圖；
[0016]圖4是本發明馬達壓力與排量控制曲線關係效果圖；
[0017]圖5是本發明在外部液控壓力下的馬達壓力與排量控制曲線關係效果圖。
[0018]圖中:A-工作油口，B-工作油口，X-先導油口，T-回油口，1-變量缸，2-單向閥，3-調壓彈簧，4-控制滑閥，5-反饋彈簧，41-閥芯，42-閥套，43-閥體，44-控制臺階，45-均壓槽，46-擋圈槽，Dl—閥芯尾端直徑，D2—控制臺階直徑，D3—前端卸油平臺縫隙直徑，6-大端油口，7-高壓油口，8-前端，9-尾端。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明，但並不作為對本發明限制的依據。
[0020]實施例。一種帶液壓過載的高壓自動變量控制方法，採用一帶面積差的控制滑閥閥芯來感應馬達進口壓力，以實現進口壓力和排量的自動高壓變量；並在該滑閥芯尾端引入先導液控壓力，實現液壓過載功能。
[0021]實現上述的帶液壓過載的高壓自動變量控制方法的控制閥裝置，構成如圖1-3所示，包括馬達，所述馬達的進口、出口分別經單向閥2與控制滑閥4連接，控制滑閥4上設有調壓彈簧3和反饋彈簧5，反饋彈簧5與變量缸I連接，變量缸I還與控制滑閥4連接。
[0022]所述控制滑閥4，構成如圖2所示，包括閥體43，閥體13內設有閥套42，閥套42內設有閥芯41，所述閥套42上設有高壓油口 7、用於連接變量缸I的大端油口 6，所述閥芯41包括前端8和用於感受先導壓力的尾端9，前端8與調壓彈簧3和反饋彈簧5相接觸，尾端9和前端8之間還設有控制臺階44，控制臺階44的直徑仏大於尾端9的直徑D 10
[0023]最好的是，所述的D2= 1.03D丨，能準確進行反應控制。
[0024]較好的是，所述的尾端9的外徑上設有均勻分布若干個均壓槽45，以改進閥芯與閥套的潤滑性能，更好地提高閥芯工作穩定性。
[0025]較好的是，所述尾端9靠近端面處還設有擋圈槽46，以控制閥芯最大位移。
[0026]較好的是，所述前端8設有卸油平臺縫隙，其直徑為D3,能控制變量缸及時洩油。
[0027]所述A、B 口均是工作油壓，因馬達雙向變量，A進高壓油，則B出低壓油；也可以B進高壓油，則A出低壓油。
[0028]本發明是在變量馬達高壓自動控制閥芯的尾端增加先導液控。當馬達無外部液控壓力時，高壓自動變量設定起點較高，當人為給與先導液控壓力時，隨先導壓力的升高，高壓自動變量設定起點不斷下移；其本質上是實現了馬達的自動控制和人工控制。滑閥閥芯的面積差設計使得閥芯對先導液控壓力具有直接的壓力反應並能快速傳輸到馬達高壓油
□ O
[0029]本發明的工作原理如圖1所示:當馬達處於最小排量時，控制滑閥4的閥芯將感受馬達進口的壓力，當壓力超過調壓彈簧3設定值時，控制滑閥4的控制臺階44打開，高壓油直接進入變量缸I的大端，馬達會由最小排量向最大排量變化，在反饋彈簧5的作用下，馬達的排量值與馬達進口壓力相對應，形成馬達的一個壓力排量關係曲線如圖4中所示。
[0030]當在控制滑閥4的尾端面施加外部壓力油時，會改變對控制滑閥4起預緊作用的調壓彈簧3的預緊力，也改變了控制滑閥4的變量起點設定值。施加不同大小的外部壓力油時，就可隨意改變控制滑閥4的變量起點設定值。
[0031]因此，在不同的外部液控壓力下，將形成馬達的覆蓋面極廣的壓力排量變量關係曲線簇如圖5右圖所示。可以在固定壓力下，實現對馬達排量的任意控制，並同時保持馬達對外部負載變化的自動變量感應。
[0032]如圖2所示，在閥芯41前後臺階上設計一個面積差DjP D 2，其目的就是讓閥芯41快速感應馬達進口壓力，當壓力達到控制閥設定值時閥芯41打開，讓高壓油進入大端變量缸以完成高壓自動變量，在控制滑閥芯的尾端接入一個外部液控壓力埠 X油口，使用外部壓力油來改變控制閥的設定變量壓力起點值。
[0033]當複合有壓力過載控制時，施加先導外控壓力，可無級改變高壓自動變量的控制起點，可獲得如變量曲線圖中右側覆蓋完整的曲線簇，可應對各種工況要求。
【權利要求】
1.一種帶液壓過載的高壓自動變量控制方法，其特徵在於:採用一帶面積差的控制滑閥閥芯來感應馬達進口壓力，以實現進口壓力和排量的自動高壓變量；並在該滑閥芯尾端引入先導液控壓力，實現液壓過載功能。
2.實現權利要求1所述的帶液壓過載的高壓自動變量控制方法的控制閥裝置，其特徵在於:包括馬達，所述馬達的進口、出口分別經單向閥⑵與控制滑閥⑷連接，控制滑閥(4)上設有調壓彈簧(3)和反饋彈簧(5)，反饋彈簧(5)與變量缸(I)連接，變量缸(I)還與控制滑閥⑷連接。
3.根據權利要求2所述的控制閥裝置，其特徵在於:所述控制滑閥⑷包括閥體(43)，閥體(13)內設有閥套(42)，閥套(42)內設有閥芯(41)，所述閥套(42)上設有高壓油口(7)、用於連接變量缸(I)的大端油口(6)，所述閥芯(41)包括前端(8)和用於感受先導壓力的尾端(9)，前端⑶與調壓彈簧(3)和反饋彈簧(5)相接觸，尾端(9)和前端⑶之間還設有控制臺階(44)，控制臺階(44)的直徑仏大於尾端(9)的直徑D-
4.根據權利要求3所述的控制閥裝置，其特徵在於:所述的D2=LOSD1O
5.根據權利要求2所述的控制閥裝置，其特徵在於:所述的尾端(9)的外徑上設有均勻分布若干個均壓槽(45)，以改進閥芯與閥套的潤滑性能，更好地提高閥芯工作穩定性。
6.根據權利要求2所述的控制閥裝置，其特徵在於:所述尾端(9)靠近端面處還設有擋圈槽(46)，以控制閥芯最大位移。
7.根據權利要求2所述的控制閥裝置，其特徵在於:所述前端(8)設有卸油平臺縫隙。
【文檔編號】F15B13/02GK104500480SQ201410836976
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月29日 優先權日:2014年12月29日
【發明者】王晉芝, 陳新雁, 焦宏軼, 黃作劍 申請人:中航力源液壓股份有限公司