用于履带张紧和缓冲的液压机构、行走装置和作业机械的制作方法

1.本实用新型涉及作业机械技术领域，尤其涉及一种用于履带张紧和缓冲的液压机构、行走装置和作业机械。


背景技术：

2.在露天矿的采掘区域路况十分复杂，液压挖掘机的行驶状态也会随着复杂的路况频繁变化，因此履带张紧和缓冲装置对履带挖掘机的行驶性能和可靠性能有很大的影响。
3.目前随着矿用挖掘机的吨位变大，液压油缸的张紧和缓冲装置已经成为应用最为广泛的一种形式。它一般由两部分组成：大行程绝对张紧回路和浮动式相对张紧回路，大行程绝对张紧回路是由黄油缸实现，在张紧时填充高压黄油脂，张紧后封闭油口，形成对履带的绝对张紧；浮动式相对张紧回路是由液压缸实现，配置压力阀和蓄能器，形成液压弹簧，在遇到障碍时进行缓冲，形成对履带的相对张紧。
4.该张紧机构存在以下缺点：
5.1.张紧机构由黄油缸和液压油缸两个油缸组成，结构比较复杂，制造成本高。
6.2.液压缸底部需要集成行走切换阀，造成缸底加工复杂，制造和维护困难。
7.3.对于一般履带而言，张紧力比较小，而遇到障碍时缓冲力比较大。该种方案的缓冲力是从张紧力逐步增加到最大缓冲力，这样会使遇到障碍时，缓冲力不能迅速达到较大值，从动轮压缩和回弹较大，震动强烈。
8.4.张紧过程操纵复杂，要确保液压缸全伸并达到张紧压力，需要高压黄油进行张紧，操作复杂对操作和维护人员要求较高。


技术实现要素：

9.本实用新型提供一种用于履带张紧和缓冲的液压机构、行走装置和作业机械，用以解决现有技术中液压油缸的张紧和缓冲装置存在的结构复杂，制作成本高，缓冲效果差和操作繁琐的缺陷。
10.本实用新型提供一种用于履带张紧和缓冲的液压机构，包括：
11.伸缩部件，与进油管路连接；
12.第一蓄能组件，连接于所述进油管路与所述伸缩部件之间，用于储存液压油提供的第一压力值范围的能量并能够将储存的能量输送给所述伸缩部件；
13.第二蓄能组件，连接于所述进油管路与所述伸缩部件之间，用于储存液压油提供的第二压力值范围的能量并能够将储存的能量输送给所述伸缩部件；
14.其中，所述第一压力值范围内的最小压力值大于所述第二压力值范围内的最大压力值。
15.根据本实用新型提供的一种用于履带张紧和缓冲的液压机构，所述第一蓄能组件包括第一蓄能器，所述第二蓄能组件包括第二蓄能器，所述第一蓄能器与所述第二蓄能器并联连接；所述第一蓄能器预充压力大于所述第二蓄能器预充压力。
16.根据本实用新型提供的一种用于履带张紧和缓冲的液压机构，所述第一蓄能组件还包括第一减压阀，所述第一减压阀与所述第一蓄能器连接；所述第二蓄能组件包括第二减压阀，所述第二减压阀与所述第二蓄能器连接，其中，所述第一减压阀的压力设定值大于所述第二减压阀的压力设定值。
17.根据本实用新型提供的一种用于履带张紧和缓冲的液压机构，所述第一蓄能组件还包括第一单向阀，所述第一单向阀与所述第一减压阀并联连接；所述第二蓄能组件还包括第二单向阀，所述第二单向阀与所述第二减压阀并联连接。
18.根据本实用新型提供的一种用于履带张紧和缓冲的液压机构，还包括球阀和梭阀，所述梭阀的第一进口与所述第一蓄能器连接，所述梭阀的第二进口与所述第二蓄能器连接，所述梭阀的出口通过所述球阀与回油管路连接。
19.根据本实用新型提供的一种用于履带张紧和缓冲的液压机构，还包括限压组件，所述限压组件包括溢流阀，所述溢流阀连接于所述进油管路和回油管路之间。
20.根据本实用新型提供的一种用于履带张紧和缓冲的液压机构，所述限压组件还包括第三单向阀和换向阀，所述第三单向阀连接于所述进油管路与所述伸缩部件之间，所述换向阀的其中一个进口与所述第三单向阀串联，所述换向阀的出口与所述溢流阀的进口连接。
21.根据本实用新型提供的一种用于履带张紧和缓冲的液压机构，还包括安全阀，所述安全阀连接于所述进油管路与回油管路之间。
22.本实用新型还提供一种行走装置，包括：包括履带、链轮和本实用新型的用于履带张紧和缓冲的液压机构，所述用于履带张紧和缓冲的液压机构与所述链轮驱动连接，所述链轮与所述履带啮合。
23.本实用新型还提供一种作业机械，包括：本实用新型的行走装置。
24.本实用新型提供的一种用于履带张紧和缓冲的液压机构，通过第二蓄能组件储存低压能量，并在张紧工况时，提供伸缩部件满足履带正常行进时所需的较小驱动力；通过第一蓄能组件储存高压能量，并在缓冲工况时，提供伸缩部件满足履带在受到一定阻力时所需的较大驱动力。采用本实用新型的液压机构，仅利用一个伸缩部件满足履带张紧和缓冲两种情况下的分级驱动力要求，其具有结构简单，成本低，张紧缓冲效果好，操作简便的优势。
25.进一步地，本实用新型还提供一种行走装置，其利用本实用新型的用于履带张紧和缓冲的液压机构驱动链轮转动，链轮带动履带移动，实现行走，该行走装置具有结构简单，成本低，张紧缓冲效果好，操作简便的优势。
26.进一步地，本实用新型还提供一种作业机械，其包括上述的行走装置，因此具有上述同样的优势。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1是本实用新型提供的用于履带张紧和缓冲的液压机构的结构示意图；
29.图2是本实用新型提供的用于履带张紧和缓冲的液压机构中的液压油压力随液压油缸位移变化曲线；
30.附图标记：
31.1：溢流阀；
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2：换向阀；
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3：安全阀；
32.4：第一蓄能器；
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5：梭阀；
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6：球阀；
33.7：第二蓄能器；
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8：液压油缸；
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9：第二单向阀；
34.10：第二减压阀；
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11：第一单向阀；
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12：第一减压阀；
35.13：第三单向阀；
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14：电磁阀；
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15：进油管路；
36.16：回油管路。
具体实施方式
37.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
38.下面结合图1至图2描述本实用新型的一种用于履带张紧和缓冲的液压机构。该液压系统包括：伸缩部件、第一蓄能组件和第二蓄能组件。通过液压油油箱储存液压油，液压油由进油管路15输入至液压机构中，提供液压驱动力，之后液压油从回油管路16回流至液压油油箱中。
39.其中，伸缩部件，可采用液压油缸8或气缸等，其与进油管路 15连接，通过液压油的驱动使得液压油缸8进行伸缩运动。依据载体介质选择伸缩部件，以下实施例采用液压油缸8举例说明。
40.第一蓄能组件，连接于进油管路15与伸缩部件之间，用于储存液压油提供的第一压力值范围的能量并能够将储存的能量输送给伸缩部件。第一蓄能组件可采用高压蓄能器等蓄能部件，当液压油的压力值低于或高于设定的第一压力值范围时，高压蓄能器不蓄能，只有液压油的压力值在第一压力值范围时，高压蓄能器才进行蓄能，将该压力能储存起来，需要使用时，高压蓄能器将能量释放出来，驱动伸缩部件动作。
41.第二蓄能组件，连接于进油管路15与伸缩部件之间，用于储存液压油提供的第二压力值范围的能量并能够将储存的能量输送给伸缩部件。第二蓄能组件可采用低压蓄能器等蓄能部件，与第一蓄能组件不同的是，第二蓄能组件是当液压油的压力值在第二压力值范围时才进行蓄能，并且，第一压力值范围内的最小压力值大于第二压力值范围内的最大压力值，即第一蓄能组件采用的是高压蓄能器，第二蓄能组件采用的是低压蓄能器。
42.应当理解的是，当液压油提供的压力小于该蓄能器的设定压力范围时，液压油的压力不足以使得该蓄能器积蓄压缩能，即低压蓄能器和高压蓄能器在低于设定压力范围时不蓄能。而液压油提供的压力值超过蓄能器的设定压力范围时，可以通过手动关闭蓄能器或通过设置自力式减压阀的方式来切断与蓄能器的连通管路，例如当液压油的压力值大于第一压力值范围时，与高压蓄能器连接的减压阀自动切断，使得该蓄能器不蓄能，或者也可
以通手动关闭蓄能器实现。
43.通过第一蓄能组件和第二蓄能组件，可以在不同工况下(张紧和缓冲)储存不同的压力能，并将储存的压力能释放给伸缩部件，使得伸缩部件可以提供分级推力。具体来说，由于多边形效应，履带在行走过程中两端轮距会发生微小变化，此时需要较低压力进行履带张紧，即张紧工况；当履带遇到阻力时，需要较大缓冲力来张紧履带，即缓冲工况，通过本实用新型的液压机构能满足这两种情况。
44.采用以上实施例的用于履带张紧和缓冲的液压机构驱动履带的工作方法，包括：当油缸压力在较低的压力范围内变化时，低压蓄能器和减压阀工作，油缸的行程较短，可以满足履带正常行走过程中的多边形效应产生的位移变化，此为张紧工况，该工况下提供的张紧力较小，对于履带板及销轴的磨损较小，提高了使用寿命；当履带遇到阻力时，油缸进一步收缩，压力超过低压减压阀的减压范围后，低压蓄能器切断连接，并且高压蓄能器还未开始工作，此时油缸压力迅速上升，直至达到高压蓄能器的设定压力范围后，高压蓄能器开始工作，进行高压缓冲，提供强有力的越障缓冲力，此为缓冲工况，该工况下能够迅速提供缓冲力。
45.本实用新型提供的一种用于履带张紧和缓冲的液压机构，通过第二蓄能组件储存低压能量，并在张紧工况时，提供伸缩部件满足履带正常行进时所需的较小驱动力；通过第一蓄能组件储存高压能量，并在缓冲工况时，提供伸缩部件满足履带在受到一定阻力时所需的较大驱动力。采用本实用新型的液压机构，仅利用一个伸缩部件满足履带张紧和缓冲两种情况下的分级驱动力要求，其具有结构简单，成本低，张紧缓冲效果好，操作简便的优势。
46.在本实用新型其中的一个实施例中，第一蓄能组件包括第一蓄能器4，第二蓄能组件包括第二蓄能器7，第一蓄能器4与第二蓄能器7并联连接；第一蓄能器4预充压力大于第二蓄能器7预充压力。在本实施例中，蓄能组件采用蓄能器形式，其中，第一蓄能器4为高压蓄能器，在缓冲工况时，储存和释放高压能量，第二蓄能器7为低压蓄能器，在张紧工况时，储存和释放低压能量。
47.在本实用新型其中的一个实施例中，第一蓄能组件还包括第一减压阀12，第一减压阀12与第一蓄能器4连接；第二蓄能组件包括第二减压阀10，第二减压阀10与第二蓄能器7连接，其中，第一减压阀12的压力设定值大于第二减压阀10的压力设定值。在本实施例中，第一减压阀12和第二减压阀10均采用自力式减压阀，液压油由减压阀减小到一定压力后输送至相应的蓄能器储存，若液压阀进口压力大于减压阀的阈值，则自动关闭，使得与该减压阀连接的蓄能器不再蓄能。应当理解的是，第一减压阀12的设定值大于第二减压阀10(即第一减压阀12为高压减压阀，第二减压阀10为低压减压阀)，以满足高压蓄能器和低压蓄能器的蓄能需要以及两者之间的蓄能切换。
48.在本实用新型其中的一个实施例中，第一蓄能组件还包括第一单向阀11，第一单向阀11与第一减压阀12并联连接；第二蓄能组件还包括第二单向阀9，第二单向阀9与第二减压阀10并联连接。在本实施例中，第一单向阀11和第二单向阀9为控制相应的第一蓄能器 4和第二蓄能器7向伸缩部件单向输出液压油，单向阀的设置方向为由蓄能器到伸缩部件。
49.在本实用新型其中的一个实施例中，用于履带张紧和缓冲的液压机构还包括球阀6和梭阀5，梭阀5的第一进口与第一蓄能器4连接，梭阀5的第二进口与第二蓄能器7连接，梭
阀5的出口通过球阀6与回油管路16连接。在本实施例中，通过梭阀5将第一蓄能器4和第二蓄能器7与球阀6连接起来，通过球阀6对第一蓄能器4或第二蓄能器7进行卸压，通过梭阀5来切换需要卸压的蓄能器，卸压后的液压油通过回油管路16回流至液压油油箱内。
50.在本实用新型其中的一个实施例中，用于履带张紧和缓冲的液压机构还包括限压组件，限压组件包括溢流阀1，溢流阀1连接于进油管路15和回油管路16之间。在本实施例中，通过溢流阀1调节液压油在管路中的压力，当液压油的压力大于设定压力时，溢流阀1工作，起到定压溢流的功能，使得液压油的压力能够满足伸缩部件运动以及第二蓄能器7的蓄能需要。
51.在本实用新型其中的一个实施例中，限压组件还包括第三单向阀 13和换向阀2，第三单向阀13连接于进油管路15与伸缩部件之间，换向阀2采用液控三通换向阀，其中一个进口与第三单向阀13串联，换向阀2的出口与溢流阀1的进口连接。在本实施例中，第三单向阀 13主要用于限定进油管路15的液压油的进油方向，避免液压油倒流，当换向阀2切换至第三单向阀13前端的进口时，此时进油管路15中的液压油一方面通过第三单向阀13推动伸缩部件，另一方面通过溢流阀1，进行定压溢流调节。本实施例中的换向阀2采用液控三通换向阀。
52.在本实用新型其中的一个实施例中，用于履带张紧和缓冲的液压机构还包括安全阀3，安全阀3连接于进油管路15与回油管路16之间，安全阀3为整个管路提供安全保护，避免管路中液压油压力过大产生损坏。
53.基于以上实施例，在张紧工况下：在进油管路15设置电磁阀14，依据系统时间定时开启电磁阀14，向液压系统供油。首先电磁阀14 得电后，液压油通过第三单向阀13送给液压油缸8带动其进行伸缩。此时，换向阀2切换到左位将液压油与溢流阀1连接，将溢流阀1设定压力为p1，则液压油缸8此时的张紧压力为p1，低压蓄能器蓄能压力为p1。在履带行走过程中，由于多边形效应，使液压油缸8不断伸缩，在收缩的过程中液压油缸8将液压油压回到低压蓄能器，低压蓄能器的最大压力可达到p2，在液压油缸8伸出时，低压蓄能器为液压油缸8供油。液压油压力在p1至p2之间变化，由于蓄能的作用，液压油缸8伸缩距离为s，可以满足正常行走时由于多边形效应产生的位移变化。
54.在缓冲工况下：当履带遇到障碍时，驱动力推动液压油缸8被压缩，低压蓄能器压力会随之升高，当达到低压减压阀的阈值p2时，低压减压阀关闭，低压蓄能器停止蓄能，由于高压蓄能器预充压力比较高，在张紧压力达到高压蓄能器设定压力值p3之前不参与蓄能。此时，由于没有蓄能器参加蓄能，液压油缸8在较小的缩回位移下，液压油张紧缓冲压力会迅速升高，直到达到较大的张紧缓冲压力即高压蓄能器的设定压力值p3，此时高压蓄能器开始蓄能，并随着压缩位移的增大而逐渐增大，直到达到高压减压阀的阈值p4，此时高压减压阀关闭，高压蓄能器停止蓄能。
55.以上压力值的大小关系为：p1＜p2＜p3＜p4，其中p1到p2为低压张紧压力，p3到p4为高压缓冲压力。液压油缸8的位移与液压油压力关系如图2所示。
56.本实用新型还提供一种行走装置。该行走装置包括：包括履带、链轮和上述实施例的用于履带张紧和缓冲的液压机构，用于履带张紧和缓冲的液压机构与链轮驱动连接，链轮与履带啮合。
57.具体地，本实施例提供的行走装置为一种履带行走装置，其通过上述实施例的用
于履带张紧和缓冲的液压机构作为链轮转动驱动力，带动链轮转动，从而使得履带移动。
58.本实施例的行走装置满足履带张紧和缓冲两种情况下的分级驱动力要求，其具有结构简单，成本低，张紧缓冲效果好，操作简便的优势。
59.本实用新型还提供一种作业机械，可以为起重机、挖掘机或泵站等。该作业机械包括：上述实施例的行走装置。
60.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。