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带有液压致动的转子驱动传动装置的铣刨机的制作方法

2023-02-19 14:19:43 来源:中国专利 TAG:


1.本专利公开大体上涉及一种用于铣刨工作表面的机器,例如配备有切割转子的旋转式搅拌机,所述切割转子可以相对于工作表面被可旋转地驱动,并且更特别地,涉及一种与切割转子可操作地相关联的液压致动的转子传动装置。


背景技术:

2.存在用于从诸如道路或类似表面的工作表面移除或铣刨诸如路面、沥青或混凝土的材料的各种推进式铣刨机。例如,旋转式搅拌机是一种推进式机器,其包括由机器框架可旋转地支撑的切割转子,所述机器框架可以通过例如多个轮子横穿工作表面。当旋转式搅拌机在工作表面上行进时,切割转子可以下降到工作表面中并穿透工作表面,从而使工作表面的顶层破碎和分裂。在旋转式搅拌机的示例中,碎片和碎屑留在工作表面上,并且可以在随后的摊铺操作中作为集料重新使用。在另一示例中,冷铣刨机是一种类似类型的推进式机器,其具有与输送机可操作地相关联的切割转子,以例如通过将材料引导到冷铣刨机前面或后面的拖运卡车而从工作表面接收和移除碎屑。
3.为了推进铣刨机和可旋转地驱动切割转子,可以包括诸如内燃式发动机的原动机,所述原动机以旋转运动的形式产生动力,所述动力可以传递到各个从动元件,例如推进部件和切割转子。由于内燃式发动机可以设计成以特定速度或rpm操作,或者可以以与从动元件的期望速度不同的特定速度或rpm最高效地操作,因此通常需要包括减速机械,例如与从动元件可操作地相关联的传动装置或齿轮系。此外,在切割转子的情况下,可能期望基于正被铣刨的材料(例如,沥青与土方)来调节切割转子旋转时的扭矩或旋转力。
4.转让给本技术的受让人的美国公开第2018/0135257号描述了一种配备有转子传动装置的旋转式搅拌机,所述转子传动装置包括用于调节切割转子的速度和/扭矩的可选择性接合齿轮的齿轮箱。转子传动装置可以接收来自内燃式发动机的动力输出,并且可以选择性地接合和脱离齿轮以调节涉及切割转子的转速。本技术涉及一种与推进式铣刨机上的切割转子可操作地相关联的类似转子传动装置,并且特别涉及一种用于这样的机器的转子传动装置液压回路。


技术实现要素:

5.在一个方面,本公开描述了一种用于铣刨工作表面,例如覆盖有沥青或路面的道路的推进式铣刨机。铣刨机包括支撑在多个推进部件上以在工作表面上行进的机器框架以及与推进部件可操作地连接以用于推进机器的内燃式发动机。为了铣刨工作表面,切割转子由机器框架可旋转地支撑。转子驱动传动装置设置在内燃式发动机与切割转子之间以在它们之间传递动力。为了调节切割转子的转速,转子驱动传动装置包括多个齿轮,所述多个齿轮可选择性地相互接合以调节至少包括高齿轮比和低齿轮比的切割转子的转速。为了选择性地接合齿轮,可以包括转子传动装置液压回路。转子传动装置液压回路可以与液压泵流体连通以接收液压流体并且与流体储存器流体连通以排放液压流体。转子传动装置液压
回路包括与多个齿轮可操作地相关联的液压换档致动器,用以选择性地建立液压换档致动器与液压泵和流体储存器中的一者之间的流体连通的换档方向控制阀,以及设置成在液压换档致动器与换档方向控制阀之间流体连通的换档截留阀。在故障状况的情况下,换档截留阀配置成保持液压换档致动器中的液压压力。
6.在另一方面,本公开描述了一种操作推进式铣刨机上的转子驱动传动装置的方法。根据该方法,换档方向控制阀被致动以将加压液压流体从液压流体源引导至与转子驱动传动装置可操作地相关联的液压换档致动器。液压换档致动器的致动接合转子驱动传动装置中的多个齿轮以建立转子驱动传动装置的齿轮比。齿轮比的接合将原动力从内燃式发动机通过转子驱动传动装置以齿轮比传递到切割转子。在转子驱动液压回路发生故障状况的情况下,设置在换档方向控制阀与液压换档致动器之间的换档截留阀被致动以保持液压换档致动器中的液压压力。
7.在本公开的又一方面,描述了一种转子传动装置液压回路,所述转子传动装置液压回路与设置在内燃式发动机与切割转子之间的转子传动装置可操作地相关联。转子传动装置液压回路包括液压换档致动器,所述液压换档致动器与多个齿轮可操作地相关联以选择性地以一个或多个齿轮比接合多个齿轮。转子传动装置液压回路包括换档方向控制阀,所述换档方向控制阀用以选择性地建立液压换档致动器与液压泵和流体储存器中的一者之间的流体连通。换档截留阀设置成在液压换档致动器与换档方向控制阀之间流体连通。换档截留阀可以定位成在通电时在液压换档致动器与换档方向控制阀之间建立流体连通,并且在断电时保持液压换档致动器中的液压压力。
附图说明
8.图1是推进式铣刨机,特别是旋转式搅拌机的侧视图,所述推进式铣刨机包括经由转子传动系相对于工作表面可旋转地驱动的切割转子。
9.图2是用于推进式铣刨机的转子传动系的部件的示意图,所述部件包括配置成在内燃式发动机与切割转子之间传递机械动力的液压致动的转子驱动传动装置以及相关联的转子传动装置液压回路。
10.图3是表示基于包括故障状况期间的转子驱动传动装置的操作条件和操作参数的转子传动装置液压回路的不同配置的图表。
11.图4是在故障状况的情况下转子传动装置液压回路可能发生的可能例行程序、过程或一系列步骤的流程图。
具体实施方式
12.现在参考附图,其中只要可能,相同的附图标记指代相同的特征,图1中示出了旋转式搅拌机100的特定实施例中的推进式机器,所述推进式机器如本领域技术人员所熟悉的那样用于道路维修和重铺操作。旋转式搅拌机100配置成通过在铣刨操作中穿透到工作表面中并使工作表面破裂,来移除且回收或再使用工作表面层102,例如路面、混凝土、沥青或其它材料。断裂材料可以重新沉积在工作表面102上,在此,其可以在随后的摊铺操作中用作地基或基础集料。除了旋转式搅拌机之外,本公开适用于其它推进式铣刨机,例如可以铣刨、移除工作表面层并将其转移到拖运卡车的刨路机、用于搅拌和转运土方的土方取料
机,以及用于建筑和农业中的工作表面铣刨操作和类似操作的其它机器。
13.旋转式搅拌机100可以包括机器框架104,该机器框架可以定向成前端106和后端108沿着机器的行进方向110对准;然而,由于旋转式搅拌机100可以在前向方向和反向方向两者上操作,因此本文主要出于参考目的使用所述指定。机器框架104可以由大规格钢板和结构梁制造。为了使得旋转式搅拌机100能够在工作表面102上行进,机器框架104可以支撑在多个推进部件112上,并且因此将旋转式搅拌机100指定为推进式或移动式铣刨机。在所示的实施例中,推进部件112可以是可包括橡胶气动轮胎的可旋转轮子。一对轮子可以位于前端106处,并且第二对可以位于旋转式搅拌机100的后端处。轮子可指定为用以推进旋转式搅拌机100的动力驱动轮、用以调整旋转式搅拌机的方向的可转向轮或其组合。推进部件112的另一合适的实施例包括连续履带,例如围绕辊和/或链轮设置的封闭带,其中带的平移在工作表面102上运送旋转式搅拌机100。
14.为了给推进部件112以及旋转式搅拌机100的其它系统提供动力,可以在机器框架104上设置诸如内燃式发动机114的动力源。内燃式发动机114可以燃烧基于烃的燃料,如柴油或汽油,并且将其中的潜在化学能量转换成呈旋转运动形式的机械动力,或可以被用于其它有用功的扭矩。可以通过从发动机延伸且与推进部件112和其它系统可操作地相关联的曲轴传递发动机114的旋转输出。例如,发动机114可以可操作地联接到并驱动旋转式搅拌机100上的其它动力系统,例如包括用于对液压流体进行加压并引导液压流体通过液压管路(如软管或管道)的一个或多个正排量液压泵116的机器液压系统。在实施例中,推进部件112可以是流体静力驱动的并且与液压电机可操作地相关联,所述液压电机可以流体地联接到液压泵116以从此接收加压液压流体,从而使得轮子旋转。可以包括在旋转式搅拌机100中并且由内燃式发动机114提供动力的另一示例性系统可以是交流发电机或发电机118以为电气系统发电。
15.为了容纳操作员,旋转式搅拌机100可以包括在机器框架104上的某个位置处的机载操作员驾驶室或操作员站119,所述位置提供工作表面102上方和周围的可见性以进行铣刨操作。操作员站119可以包括各种控件、读数器和其它输入/输出接口以及用于监测和控制旋转式搅拌机100的操作的仪器。例如,操作员站119可以包括用于调节旋转式搅拌机100的行进方向的转向操纵杆或转向手柄,用于调节旋转式搅拌机100的行进速度的速度控件,以及用于调节与旋转式搅拌机100相关联的其它系统(如液压泵116和发电机118)的控件。在其它实施例中,旋转式搅拌机100可配置成用于远程操作,并且前述操作员控件中的一些或全部可远离机载操作员站119定位。
16.为了接合和破碎工作表面102,旋转式搅拌机100可包括可旋转地安装在机器框架104上并由该机器框架支撑的动力驱动的切割转子120。切割转子120可以是滚筒形圆柱形结构,其具有围绕其圆柱形表面设置的多个镐或齿状切割工具122。仅作为示例,切割转子120的直径可为约4.5至6英尺。圆柱形切割转子120可以围绕转子轴线124旋转,所述转子轴线大体上垂直于行进方向110并且在机器框架104的第一横向侧与第二横向侧之间延伸。当切割转子120旋转时,切割工具122冲击并穿透到工作表面102中,从而使其材料破裂。切割工具122适于穿透到工作表面102中,并且随着旋转式搅拌机100沿着行进方向110通过被称为铣刨或规划的过程前进而移除材料的一部分。在一些实施例中,切割工具122可从切割转子120移除,以在切割工具磨损或损坏时进行替换。
17.为了容纳碎裂的材料和碎屑,切割转子120可以可旋转地容纳在盒状壳体或转子罩壳126中,该盒状壳体或转子罩壳从机器框架104朝向工作表面102延伸。转子罩壳126可以由多个金属板制成,并且限定切割转子120位于其中的封闭空间128。转子罩壳126可以位于机器框架104上在前端106与后端108之间的大约中间长度处,使得机器重量可设置在切割转子120上以帮助穿透工作表面102并且以便保持均匀的切割深度。在用于工作表面回收过程中的旋转式搅拌机100的实施例中,转子罩壳126限定的封闭空间128可用作混合室,所述混合室可与其它系统可操作地相关联以接收水或其它材料以与碎裂的碎屑混合。当切割转子120在转子罩壳126中旋转时,该旋转混合可在工作表面102上重新沉积的碎片和材料。
18.为了使切割转子120相对于工作表面102竖直地升高和降低,液压活塞130可以位于旋转式搅拌机100的每个横向侧上并且可以连接在机器框架104与转子罩壳126之间。转子罩壳126的前端也可以经由枢转连接件132附接到机器框架104。液压活塞130可以与旋转式搅拌机100上的液压系统可操作地相关联并且可以经由液压管线流体地联接到液压泵116。向液压活塞130和从液压活塞引导加压液压流体使活塞伸缩地膨胀或收缩,从而增加或减小在机器框架104与转子罩壳126之间延伸的活塞的长度。转子罩壳126因此围绕枢转连接件132枢转或倾斜,并且因此切割转子120在铣刨操作期间被使得接触工作表面102并可以进入该工作表面,并且铣刨切割的深度可以通过选择性地调节液压活塞130的延伸而被控制。此外,液压活塞130可以完全缩回以从工作表面102竖直提升切割转子120,因此旋转式搅拌机100可以在工作表面周围自由行进。
19.为了引起旋转,切割转子120经由称为传动系134的部件的组件可操作地联接到内燃式发动机114。参考图1和2,传动系134可以包括通过位于发动机后部的飞轮-离合器组合结合到内燃式发动机114的曲轴的驱动轴136,并且所述驱动轴通过轴承沿着机器框架104支撑以向后延伸并靠近转子罩壳126。驱动轴136可以通过差速器138或类似齿轮系联接到垂直于旋转式搅拌机100的行进方向110布置的轴140。差速器138以垂直于行进方向110并平行于切割转子120和转子轴线124的直角重定向通过驱动轴136传递到轴140的旋转运动和扭矩。轴140的轴向端部可以形成为适于与延伸到转子毂144并绕过该转子毂的一个或多个转子驱动带142(或在其它可能的实施例中的传动系)啮合的链轮或滑轮,所述转子毂可以类似地形成为链轮。驱动带142将来自轴140的旋转的机械动力传递到转子毂144,从而使得切割转子120围绕转子轴线124旋转。驱动带142可以被封闭在图1中所示的带壳体146中。对于传动系134,不同部件的其它布置是可能的。
20.在实施例中,旋转式搅拌机100可以配置成以不同转速和/或扭矩来操作切割转子120,所述不同转速和/或扭矩可以取决于被铣刨的不同材料(例如,混凝土与泥土相比)而选择。此外,可以针对不同的操作,例如粉碎、混合和搅拌选择性地设定切割转子120的速度。为了能够选择性地改变切割转子120的速度,传动系134可以包括转子驱动传动装置150或与其相关联。在实施例中,转子驱动传动装置150可以设置在传动系134内并且直接联接到发动机114。在其它实施例中,转子驱动传动装置150可以靠近切割转子120并作为与该切割转子结合的部件联接,并且从驱动带142接收原动力。在其它实施例中,转子驱动传动装置150可以定位在转子传动系134中的任何合适位置。转子驱动传动装置150可以包括设置在齿轮箱154中的多个不同尺寸的可选择性接合齿轮152,其可以改变切割转子120的转速,并且以大体相反的关系,改变由切割转子120产生的扭矩。齿轮152可以具有直齿或斜齿,它
们啮合在一起,使得第一齿轮的旋转可旋转地驱动第二齿轮。齿轮152的直径、齿数和齿距可以不同,使得一对相互啮合的齿轮将以不同的转速旋转。转子驱动传动装置150可以配置有多个固定齿轮比,所述固定齿轮比代表传动装置的输入速度与输出速度之间的不同比率。
21.在图2所示的实施例中,转子驱动传动装置150可以是双速传动装置,其配置成在产生相对较快旋转的较高比与相对较低速度的较低比之间选择性地切换内燃式发动机114的旋转输出;然而,其它实施例可以包括更多数量的速度比。本公开设想了用于转子驱动传动装置的各种配置,但在一个可能的实施例中,来自内燃式发动机114的曲轴的旋转输出通过相互啮合的齿轮传递到与驱动轴136平行且偏离该驱动轴延伸的副轴156。转子驱动传动装置150的多个可接合齿轮152可以包括可以高齿轮比158接合的第一对齿轮和可以低齿轮比159接合的第二对齿轮。高齿轮比158和低齿轮比159中的每一个的一个齿轮固定到副轴156,并且高齿轮比158和低齿轮比159中的每一个的另一个齿轮可以选择性地固定或释放到驱动轴136,或与驱动轴同心地结合的互补轴。
22.在高齿轮比158中,固定到副轴156的第一齿轮可以具有比与驱动轴136相关联的第二齿轮更大的直径和更大的齿轮齿数。相反,在低齿轮比159中,固定到副轴156的第一齿轮可以具有比与驱动轴136相关联的第二齿轮更小的直径和更少的齿。如果高齿轮比158的第二齿轮选择性地固定到驱动轴136,而低齿轮比159的第二齿轮被选择性地释放,则副轴156的转速在传递到驱动轴136时将增加,但扭矩相反较低。相反,如果低齿轮比159的第二齿轮固定到驱动轴136,而高齿轮比158的第二齿轮被释放,则副轴156的转速在传递到驱动轴136时将降低,但扭矩相反增加。因此,多个齿轮152的选择性接合使得转子驱动传动装置150能够相反改变通过传动系134传递的转速和动力或扭矩。
23.本公开设想了用于换档齿轮比的各种配置,但在一个可能的实施例中,为了选择性地将高齿轮比158或低齿轮比159接合到驱动轴136,转子驱动传动装置150可以包括同心地设置在驱动轴136上的盘形轴环160。轴环160可以相对于驱动轴136轴向滑动,但可以花键连接到驱动轴以将轴环160旋转锁定到驱动轴136。盘形轴环160可以包括在每个轴向面上的配合结构162,所述配合结构可以和与驱动轴136相关联的高齿轮比158和低齿轮比159的第二齿轮上的互补结构配合。当轴环160的配合结构162与选定的高齿轮比158或低齿轮比159的第二齿轮选择性地配合时,高或低齿轮比的相应齿轮比与驱动轴旋转锁定。此外,轴环160可以具有在高齿轮比158与低齿轮比159之间的中间的空档位置164,其中轴环与两个齿轮比都脱离,因此将转子驱动传动装置150置于空档并且没有旋转运动传递到驱动轴136。
24.为了在高齿轮比158与低齿轮比159之间在驱动轴136上轴向移动轴环160并选择性地接合多个齿轮152,转子驱动传动装置150可以被液压致动并且可以与转子传动装置液压回路170可操作地相关联。在实施例中,转子传动装置液压回路170可以包括用于将液压流体压力转换成机械运动以在高齿轮比158与低齿轮比159之间移动轴环160的各种部件。例如,转子传动装置液压回路170可以包括液压换档致动器172,所述液压换档致动器联接到从轴环160垂直于驱动轴136延伸的轴环杆166。轴环杆166相对于驱动轴136的轴向运动将使轴环沿着驱动轴在高齿轮比158、低齿轮比159和空档位置164之间滑动。
25.液压换档致动器172可以采用液压缸的形式,所述液压缸具有限定致动器室176的
管状圆柱形主体174和可滑动地设置在其中的活塞178,所述活塞具有从圆柱形主体174延伸的活塞杆179。活塞178在致动器室176内往复滑动将使活塞杆179相对于圆柱形主体174延伸和缩回。活塞杆179的远端可以与轴环杆166的远端成正交角度连接,并且活塞杆179可以与驱动轴136平行。因此,活塞杆179的延伸和缩回转化为使轴环160沿着驱动轴136的轴向方向线性移动。
26.为了使活塞178在圆柱形主体174内移动,可以将加压液压流体在活塞的一侧引入致动器室176中,从而使活塞朝向致动器室的相对端移位。在所示的实施例中,液压换档致动器172可以是单作用气缸,其中一个流体端口设置在圆柱形主体174中并且仅在活塞178的一侧与致动器室176连通。在另一实施例中,液压换档致动器172可以是双作用气缸,其中流体端口在活塞178的两侧与致动器室176连通。在双作用气缸中,通过活塞178的任一侧上的一个或另一个端口将液压流体引入致动器室176将使活塞朝向圆柱形主体174的相对端移动。在实施例中,液压换档致动器172还可以包括使活塞178朝向圆柱形主体174的特定端偏压的内部弹簧。
27.为了向液压换档致动器172供应液压流体,转子传动装置液压回路170可以与其上包括液压泵116的旋转式搅拌机的液压系统可操作地相关联。液压泵116可以与容纳液压流体的流体储存器180或流体罐流体连通。流体储存器180可以是通气的或加压的,并且理想地尺寸设定成容纳足够量的液压流体以用于转子传动装置液压回路170和液压系统的其它回路的操作。液压泵116可以是固定排量泵或可变排量泵,并且可以具有任何合适的泵设计,例如活塞泵、叶片泵、隔膜泵等。液压泵116可以接收来自流体储存器180的液压流体,对流体加压,并且引导流体通过多个互连的流体管路182,所述流体管路可以是管或管道的形式。
28.在实施例中,液压泵116可以是固定排量泵,并且可以将液压流体的压力升高到超过转子传动装置液压回路170的操作压力。为了降低流入的液压流体的液压压力,转子传动装置液压回路170可以包括减压阀184。减压阀184可调节以改变通过其中的液压流体的量和压力,并且因此可以调节来自液压泵116的流入流体的液压压力。例如,减压阀184可以配置有可调节弹簧186,所述可调节弹簧施加弹簧力,所述弹簧力增加或限制引导到转子传动装置液压回路170中的液压流体的量,并且因此控制回路内的液压压力。
29.为了向液压换档致动器172和从液压换档致动器选择性地引导液压流体,转子传动装置液压回路170可以包括换档方向控制阀190。换档方向控制阀190设置成在液压换档致动器172与液压泵116和流体储存器180中的替换地任一者之间建立流体连通。在实施例中,换档方向控制阀190可以是二位四通阀,其可以由电磁螺线管192致动以改变可以抵靠弹簧194偏压的内部阀芯的位置。当螺线管192被电磁激活时,螺线管移动或配置阀芯以密封和解封设置在换档方向控制阀190中的与液压换档致动器172流体连通的各个端口。
30.例如,换档方向控制阀190可以包括将液压换档致动器172置于与液压泵116流体连通的第一位置196或配置。加压液压流体可以流入液压换档致动器172的致动器室176中,从而使其中的压力升高并使活塞178移位以使活塞杆179从圆柱形主体174延伸。此外,当换档方向控制阀190处于第一位置196时,液压换档致动器172与流体储存器180流体隔离或密封。因此,液压换档致动器172中的液压压力可以与通过减压阀184引入转子传动装置液压回路170的升高的液压压力相同。为了减轻液压换档致动器172中的液压压力,换档方向控
制阀190可以具有第二位置198或配置,所述第二位置或配置将液压换档致动器172置于与流体储存器180流体连通,同时使液压换档致动器172与液压泵116隔离或密封。液压流体因此可以从液压换档致动器172流到流体储存器180,从而减小致动器室176中的液压压力。活塞178因此可以移动到液压换档致动器172的相对端并且使活塞杆179缩回到圆柱形主体174中。
31.从上文将领会,通过将加压液压流体引导至液压换档致动器172并使其中的液压压力升高使轴环160移动以接合高齿轮比158或与该高齿轮比配合。替代地,将液压流体从液压换档致动器172引导到流体储存器180并使其中的液压压力降低使轴环160移动脱离与高齿轮比158的接合并且可能与低齿轮比159接合。因此,液压换档致动器172内部的液压压力确定转子驱动传动装置是否处于高齿轮比158、低齿轮比159,或者轴环160是否处于空档位置164。
32.可能存在某些故障状况或情况,其中在转子驱动传动装置150仍将通过其中的原动力传递到切割转子120时,可接合齿轮152和/或轴环160意外地试图脱离或脱开。这些故障状况可能导致或起因于液压换档致动器172中的液压压力的损失。当转子驱动传动装置主动传递动力时液压换档致动器172中的液压压力的意外损失可导致多个齿轮152的相互啮合的齿轮齿或轴环160上的配合结构162的颤振和损坏。
33.为了避免或减小由于多个齿轮152和/或轴环160在通过转子驱动传动装置150传递原动力时意外脱离而可能造成的损坏,转子传动装置液压回路170可以包括换档截留阀200。换档截留阀200可以设置成在液压换档致动器172与换档方向控制阀190之间流体连通。在故障状况的情况下,换档截留阀200可以隔离液压换档致动器172以密封或截留其中的加压液压流体,从而保持液压换档致动器172的当前液压压力条件和转子驱动传动装置150的档位设置。
34.在实施例中,换档截留阀200可以是二位二通阀,其可以由抵抗偏压弹簧204操作的电磁螺线管202致动。换档截留阀200可以包括第一位置206,在所述第一位置,液压流体可以在任一方向上流动通过换档截留阀200。当换档截留阀200处于第一位置206时,液压流体可以容易地在任一方向上在液压换档致动器172与换档方向控制阀190之间流动,并且因此从液压泵116流动和/或流动到流体储存器180上。第二位置208或配置可以允许液压流体仅在一个方向上流动通过换档截留阀200。第二位置208可以实施为提升止回阀209。当向提升止回阀209的一侧施加液压流体压力时,球或止回阀被迫进入关闭位置并且没有液压流体可以流过它。当向球或止回阀的另一侧施加液压流体压力时,球或止回阀从关闭位置移开并且液压流体可以流动通过换档截留阀200。换档截留阀200布置在转子传动装置液压回路170中,使得与提升止回阀209相关联的第二位置208允许至液压换档致动器172的液压流动但阻止来自液压换档致动器172的液压流动。
35.为了通过操纵转子传动装置液压回路170来调节转子驱动传动装置150的操作,可以包括电子控制器210,也称为电子控制模块(ecm)或电子控制单元(ecu)。电子控制器210可以包括用于接收和处理数据的各种电路部件和用以操作转子驱动传动装置150的软件。此外,电子控制器210可以负责处理与旋转式搅拌机上的各种其它系统(包括与液压泵116相关联的液压系统)相关联的功能。尽管电子控制器210示出为独立装置,但其功能可以分布在多个不同且分离的部件之间。
36.例如,电子控制器210可以包括一个或多个微处理器212,例如,中央处理单元(cpu)、专用集成电路(asic)或包括多个晶体管和类似电路的现场可编程门阵列(fpga),所述类似电路能够以电子形式读取、处理和输出数据。电子控制器210可以包括非瞬态可编程存储器214或可以在随机存取存储器或更永久的非易失性形式的数据存储介质中的其它数据存储能力。计算机可读存储器214的常见示例包括ram、prom和eprom、flash-eprom,以及任何其它存储器芯片或盒。存储器能够以软件形式存储微处理器212可以读取和处理的编程指令和数据。软件和数据可以采用指令集、程序、应用程序、例程、库、数据库、查找表、数据集等的形式。为了和与转子驱动传动装置150和/或转子传动装置液压回路170相关联的其它仪器和致动器通信,电子控制器210可以包括各种输入/输出端口216和相关电路。可以通过使用任何合适的数据通信协议跨电子通信线或通信总线发送和接收数字或模拟信号来建立通信。出于说明的目的,各种通信和命令通道以虚线表示。
37.例如,为了测量或感测转子传动装置液压回路170中的液压压力,电子控制器210可以与液压压力传感器220相关联并且与其电子通信。液压压力传感器220可以用作测量由流动的液压流体施加的力的换能器,并且可以以非瞬态电子信号的形式将该信息输出到电子控制器210。液压压力传感器220可以根据任何合适的压力感测技术操作,所述压力感测技术包括压电感测、电容感测、电磁系统、光学感测或其它方式。液压压力传感器220可以根据静态或动态压力感测压力读数。液压压力传感器220可以设置在转子传动装置液压回路170内的任何合适位置处以测量局部液压压力和压力变化。例如,液压压力传感器220可以设置在换档截留阀200和换档方向控制阀190上游的液压换档致动器172附近并与其流体连通。在其它实施例中,液压压力传感器220可以设置在减压阀184的上游以监测来自液压泵116的液压压力,包括来自其的压力的变化或损失。
38.为了测量与转子驱动传动装置150相关联的操作条件或设置,电子控制器210可以与转子驱动传动装置传感器222相关联并与其电子通信。转子驱动传动装置传感器222可以相对于转子驱动传动装置150布置以便监测或感测多个可接合齿轮152的选定的高齿轮比158或低齿轮比159,或在适当情况下,轴环160的空档位置164。转子驱动传动装置传感器222可以感测选定的齿轮比和通过转子驱动传动装置150传递的转速,并将该信息以非瞬态电子信号的形式输出到电子控制器210。转子驱动传动装置传感器222可以根据任何合适的原理操作,并且在实施例中,可以是限位开关,其可操作地设置以感测设置在高齿轮比158与低齿轮比159之间的轴环杆166的线性位置。
39.为了感测与切割转子120相关联的操作条件,电子控制器210可以与切割转子传感器224相关联并与其电子通信。切割转子传感器224可以相对于切割转子120进行配置以确定例如切割转子120是否正在铣刨并穿透到工作表面102中,或者它是否升高到工作表面102上方并与其分离。切割转子传感器224可以根据任何合适的原理操作,并且在实施例中,可以是聚焦在切割转子120和工作表面102的相交处的光学传感器,或者它可以是测量切割转子与工作表面之间的高度的高度传感器。可以由电子控制器感测或监测的其它操作条件的示例包括发动机速度、操作员性能要求、切割转子速度、离合器接合和其它条件。
40.在实施例中,电子控制器210可以与视觉显示器或人机接口(hmi)226可操作地相关联以与人类操作员交互。hmi 226可以位于旋转式搅拌机上,例如位于操作员站中,或者在旋转式搅拌机被配置用于远程操作的实施例中可以位于机外。hmi 226可以配置成提供
关于转子驱动传动装置150和转子传动装置液压回路170的操作特性的视觉或数字表示。hmi 226可以包括诸如键盘、拨盘、旋钮等的输入功能以接收来自操作员的命令和输入,并且可以包括触摸屏功能等。
41.在实施例中,电子控制器210可以配置成操作转子传动装置液压回路170以调节其中流动的液压流体的方向,并且因此调节液压换档致动器172中的液压压力。例如,电子控制器210可以与换档方向控制阀190和换档截留阀200电子通信。电子控制器210可以发送和接收关于这些阀的状态和操作的电子信号。此外,电子控制器210可以向螺线管192、202发送和传输电力信号,所述螺线管与相应的换档方向控制阀190和换档截留阀200可操作地相关联。通过使螺线管192、202通电或断电,电子控制器210可以选择性地将换档方向控制阀190和换档截留阀200致动到它们的第一位置和第二位置。电子控制器210因此可以操作转子传动装置液压回路170以选择转子传动装置液压回路170的高齿轮比158、低齿轮比159和空档位置164配置。
42.工业适用性
43.根据本公开,通过包括换档截留阀200,转子传动装置液压回路170可以配置成解决可能导致液压换档致动器172中的液压压力意外损失的各种故障状况。由于换档截留阀200可以在此类故障状况的情况下隔离和截留液压换档致动器172中的液压流体,因此它可以在转子驱动传动装置150正向切割转子120传递原动力和扭矩时防止转子驱动传动装置150的多个齿轮152和/或轴环160的意外脱离。换档截留阀200可以保持液压换档致动器172中的液压压力,从而保持转子驱动传动装置150的先前设定的齿轮比,直到故障状况已得到解决。此后,可以换档或调节转子驱动传动装置150的齿轮比,从而避免损坏多个齿轮152和/或轴环160。
44.参考图3,参考前面的图,在转子驱动传动装置150和转子传动装置液压回路170的配置图表300中示出了不同操作配置和设置以解决电气故障。如果电子控制器210被意外断电或损坏,或者如果电子控制器210与转子传动装置液压回路170之间的电子通信线路被切断,则可能发生电气故障。如果到电子控制器210的电池电力丢失,使得电子控制器不再能够与转子传动装置液压回路170通信,也可能发生电气故障。在电气故障状况下,换档方向控制阀190和换档截留阀200和电子控制器210不能再通过发送和接收数据和电力信号进行通信。
45.换档方向控制阀190可以配置成使得当螺线管断电时,偏压弹簧194偏压内部阀芯,使得换档方向控制阀190处于第二位置198,从而在液压换档致动器172与流体储存器180之间建立流体连通。因此,液压流体从液压换档致动器172流动到流体储存器180,从而减轻液压换档致动器172中的液压压力。如果电子控制器210损坏并且不再向螺线管192传递电力,则换档方向控制阀190可能会断电。
46.为了保持液压换档致动器172中的液压压力,换档截留阀200可以配置成使得当其螺线管202例如由于电气故障而断电时,偏压弹簧204将换档截留阀200切换至第二位置,从而隔离液压换档致动器172。例如,提升止回阀209防止液压流体通过换档截留阀200从液压换档致动器172流动到流体储存器180。在液压换档致动器172中保持液压压力,并且保持转子驱动传动装置150的先前设定的齿轮比。当换档截留阀200重新通电时,螺线管202将换档截留阀切换到第一位置,从而在液压换档致动器172与换档方向控制阀190之间重新建立流
体连通,并且转子驱动传动装置150的选定的齿轮比可以被调节。
47.参考图4,参考前面的图,示出了可以与过程400相关联的可能步骤的流程图,该过程配置成解决导致转子传动装置液压回路170中的液压压力意外损失的压力故障状况。这样的压力故障状况可能由液压泵116的意外掉电或转子传动装置液压回路170的流体管路182的刺穿引起。根据过程400,在初始致动步骤402中,换档方向控制阀190可以被致动以将加压液压流体从液压泵116引导到液压换档致动器172。这可以例如通过使螺线管192通电以将换档方向控制阀190切换到第一位置196来实现。
48.当换档方向控制阀190处于第一位置196并且加压液压流体接收在液压换档致动器172中时,可以发生齿轮接合步骤404,其中转子驱动传动装置150采用选定的齿轮比,例如,高齿轮比158。此后,在动力传递步骤406中,原动力可以从内燃式发动机114通过转子驱动传动装置150传递到驱动轴136并传递到切割转子120。在高齿轮比158中,切割转子120可以以相当大的速度和力旋转。
49.过程400可以对转子传动装置液压回路170可能发生的或电子控制器210可能发生的各种故障状况作出响应。例如,如上所述,由于流体管路182的刺穿或脱离或转子传动装置液压回路的其它部件中的泄漏,转子传动装置液压回路170中可能存在液压压力的损失。故障状况的另一示例可能是由于电子控制器210或转子传动装置液压回路170的其它电致动部件的电力损失。
50.过程400可以包括一个或多个步骤或检查以监测转子传动装置液压回路170的操作和完整性,并记录和评估故障状况及其严重性。以下对不同步骤或检查的描述仅是非限制性示例并且可以以任何顺序、数量或优先级进行。例如,过程400可以包括监测步骤408,其中电子控制器210监测旋转式搅拌机的操作方面。例如,电子控制器可以使用液压压力传感器220监测转子传动装置液压回路170和回路中的液压压力。电子控制器210可以经由液压压力传感器220监测转子传动装置液压回路170中的液压压力,并且可以记录压力损失事件410。换句话说,液压压力传感器220感测并传送液压压力的下降或降低。电子控制器210可以被编程以评估和确定压力损失事件410是否应当与压力损失故障相关联或者液压压力降低是否可能是有意的或可能是无关的。
51.例如,在实施例中,电子控制器210可以执行传动装置检查步骤412,其中它确定转子驱动传动装置150是否以齿轮比接合以及它接合高齿轮比158或低齿轮比159中的哪一个。电子控制器210可以使用与转子驱动传动装置150可操作地相关联并且电子控制器与其电子连接的转子驱动传动装置传感器222来进行传动装置检查步骤412。传动装置检查步骤412还可以确定转子驱动传动装置150是否正在传递动力。在转子驱动传动装置150处于空档位置164或不传递原动力的情况下,压力损失事件410可能是有意的或无关的,并且过程400可以返回到监测转子传动装置液压回路170的液压压力。传动装置检查步骤412还可以监测或确定操作员要求的转子驱动传动装置150的齿轮比。
52.在实施例中,电子控制器210还可以执行切割转子检查步骤414,其中它确定切割转子120是否在铣刨操作中与工作表面102接合以及切割转子120的速度。在另一示例中,使用切割转子传感器224,电子控制器210可以确定切割转子120与工作表面102之间的相对高度。如果切割转子120和工作表面102未接合,则压力损失事件410可能是有意的或无关的。
53.在另一示例中,电子控制器210可以执行发动机检查步骤415以确定内燃式发动机
114是否正在操作以及内燃式发动机的速度和扭矩输出。例如,如果内燃式发动机114不在操作,则切割转子不接合并且任何故障状况可能是不相关的。
54.如果传动装置检查步骤412、切割转子检查步骤414和发动机检查步骤415是肯定的,则电子控制器210可以确定压力损失事件410指示压力故障状况。为了防止对转子驱动传动装置150的多个齿轮152和/或轴环160造成意外损坏,过程400可以通过转子传动装置液压回路170相应地响应。例如,该过程可以包括截留阀检查步骤416,其中电子控制器210使用换档截留阀200来保持液压换档致动器172中的液压压力。截留阀检查步骤416可以确定换档截留阀200是处于打开的第一位置206还是关闭的第二位置208。如果换档截留阀200处于正常关闭的第二位置208,则电子控制器210可以不做任何事情,并且过程400在块418中保持换档截留阀200的第二位置。提升止回阀209将因此阻止来自液压换档致动器172的流体流,从而保持其中的液压压力和转子驱动传动装置150的选定的齿轮比。
55.如果截留阀检查步骤416确定换档截留阀200处于打开的第一位置206,则电子控制器210可以进行致动或断电步骤420并停止向螺线管202传输电力信号以使换档截留阀200断电并将其切换到第二位置208,在该第二位置,提升止回阀209阻止来自液压换档致动器172的流体流。当压力损失事件410已被校正时,螺线管202可以重新通电以将换档截留阀200切换至第一位置,从而重新建立液压换档致动器172与换档方向控制阀190之间的流体连通,并且可以调节转子驱动传动装置150的选定的齿轮比。
56.应当理解,前面的描述提供了所公开的系统和技术的示例。然而,可设想,本公开的其它实施方式可在细节上与前述示例不同。对本公开或其示例的所有引用旨在引用当时所讨论的特定示例,而并非旨在更一般地暗示对本公开的范围的任何限制。关于某些特征的所有区别和不利言辞旨在表明这些特征不是优选的,但除非另外指明,否则并不是将这些特征从本发明的范围中完全排除。
57.除非本文另有指示,否则本文对值范围的叙述仅仅旨在用作分别提及落入所述范围内的每个独立值的速记方法,并且每个独立值并入到说明书中,如同在本文中分别叙述一样。本文描述的所有方法可以以任何合适的顺序执行,除非本文另外指明或者与上下文明显矛盾。
58.在描述本发明的上下文中(尤其是在以下权利要求的上下文中)使用术语“一”和“一个”和“所述”和“至少一个”以及类似的指代物应当被解释为涵盖单数和复数两者,除非上下文另有说明或明确与上下文相矛盾。使用术语“至少一个”后跟一个或多个项目的列表(例如,“a和b中的至少一个”)应当被解释为表示从列出项目选择的一个项目(a或b)或列出项目中的两个或更多个的任何组合(a和b),除非上下文另有说明或明确与上下文相矛盾。
59.因此,如适用法律所允许的,本公开包括所附权利要求书中叙述的主题的所有修改和等效内容。另外,除非在本文中另有指示或者与上下文明显矛盾,本公开涵盖上述元件以其所有可能变型的任何组合。
再多了解一些

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