CN101062752A - 消除工程起重机上车惯性抖动和冲击的随动阻尼控制法 - Google Patents

Abstract

一种消除工程起重机上车惯性抖动和冲击的随动阻尼控制法，它主要用于控制工程起重机上车作业装置的平稳起动，运行和停止。也适应于混凝土泵车和其它有上部回转作业装置的工程机械设备。目前现有的控制方法有两种，一种是进口缓冲控制法；一种是出口背压控制法。这两种方法均不能有效地控制主机上车作业装置的平稳运行和平稳制动。本发明是一种在回转液压马达进出油路上建立一种同步随动阻尼的控制方法，该方法使得回转液压马达进出油路的阻尼同步变化：进口油路上的节流口压差控制着与其进口并联的负载反馈阀，分流了起步时的多余流量，减少了冲击，出口油路上的节流口可变背压确保转台平稳运动；当因惯性和转台倾斜加速滑转造成进油不足时，由进油压力控制的出口节流阀会迅速关小，阻力增加，从而阻止转台的加速滑转和制动器的关闭；当因运行前方出现障碍，操纵者突然松把，系统停止供油，出口节流阀关小，阻止转台的继续运动，并由单向节流阀的延缓作用，避免了因制动器突然制动造成的上车和吊重的惯性引发的结构弹性振摆。

Description

消除工程起重机上车惯性抖动和冲击的随动阻尼控制法

一、技术领域

本发明涉及到一种消除工程起重机和混凝土泵车的上车作业装置(俗称上车)在作业中进行回转时因其惯性和系统内压力干涉引起的抖动和冲击的控制方法。

二、技术背景

工程起重机在其作业时几乎每一吊重过程中均有数次吊重回转的工况，但是其上车部分包括吊臂、转台、平衡配重、起升机构和所吊重物的质量较大，因而具有较大的转动惯量。这种较大的惯性负载在主机的工作中经常产生以下三种不平稳的运动状态。一是起动冲击，二是运行中的压力干涉，即在运行中因为转台倾斜或惯性运动所需求的流量大于供给流量时主油路压力降低，小于制动器的打开压力时，因制动器制动而引发主油路内压力骤升打开制动器→推动转台加速运动→供油不足→压力下降→制动器又制动的恶性循环。三是在运行过程中因运行前方突发障碍操作者突然松把或操作者因操作不当突然松把造成制动器突然制动而引发的吊臂结构的弹性振摆和重物晃动的惯性冲击。随着工程起重机起重量的增加，吊臂作业幅度的增长，第二，第三种不稳定运动状态已成为影响主机工作的平稳性和其结构强度的安全可靠的行业弊端之一。目前国内在起重机行业和混凝土泵车行业等为消除其上车部分惯性抖动及冲击的控制方法可分为2类：一类是进口限压缓冲控制法；另一类是马达出口阻尼控制法。第一种方法是在液压马达的进油口油路上并联一限压溢流阀，该溢流阀的进油口与马达的进油压力油路并联，它的作用原理是在系统压力冲击值超过某一设定值时，该溢流阀就打开，使进油油路的压力冲击释放到出口油路以消除冲击，但它只针对解决前述三种不平稳工况的第一种，且效果甚差。第二种方法是在马达的出口串接一节流阀，该节流阀节流口的开度由马达的进油油路控制，它的控制原理是相当于在马达的出口增加一个可变阻尼阀以增加上车回转时的阻力，且该阻力随进油口油压的升高而减小，进口油压降低而增加来改善上车的回转时的平稳性。它们的立足点都只是解决回转马达起动时的压力冲击造成的上车振动和平稳起动问题，显然都解决不了前述的第二、第三种不稳定运动状态。

三、发明内容：

本发明的目的在于为消除工程起重机上车作业装置回转的惯性抖动及冲击，提供一种既能平稳起动，又能平稳运行和平稳制动的控制方法。

四、解决方案：

本发明的技术解决方案是在回转液压马达进出油路上各设置一个可变节流阀。该两个节流阀节流口的开度由马达的进油口控制，即使进出油路上的阻尼均随进油油路的压力变化而变化，当供油压力增长，节流口逐渐开大，阻尼减少，当供油压力降低则节流口逐渐关小，阻尼增加。在马达旋转方向变化时，该两节流阀的控制油源由梭阀切换。同时在这两个可变节流阀的进油口并联设置了负载反馈阀，该负载反馈阀的节流口由可变节流阀的进出口压差控制，其作用是在马达起动瞬间由可变节流阀节流口的压差控制分流多余流量，减少冲击和能量损失。这种控制方法是在液压马达的进出口同步进行控制，进口控制进油量，和维持节流口前端的压力，出口控制背压阻尼，且两者的变化同步协调，以确保上车部分的平稳运动。

五、附图说明：

图1是消除工程起重机上车惯性抖动和冲击的随动阻尼控制法的液压系统职能原理图。

六、具体的实施方式：

本发明的实施方式结合图1，进一步说明如下：

本发明的控制系统包含两个可变节流阀2和2′、两个负载反馈阀1和1′，及选择梭阀3和4，它们可以装设在同一个集成块上，也可以以分立原件的形式安装在回转回路的管路系统中。

它的具体实施方式过程如下：当操纵换向阀向A1口供给压力油，由于可变节流阀2的节流口压差作用，负载反馈阀1迅速打开，分流了多余的流量，避免了起步冲击，随着节流阀2节流口压差的减小，可变节流阀2和2′同时被逐渐打开，待其进口压力高于制动器打开压力时系统进入正常工作，负载反馈阀关闭，整个机构平稳起动运行。在运行中若因转台倾斜(即下车倾斜)，转台加速向前滑行，出现系统供油不足时，A1腔压力下降时可变节流阀2′的节流口逐渐关小，阻力增加从而阻止了转台的加速滑转同时也增加了A1腔的工作负载，避免了因A1腔压力低于制动器打开压力时造成回路内的压力干涉引发的转台抖动。在运行中若因运行前方的突发障碍使得操作者突然松开换向阀时，A1腔突然失压，节流阀2和2′马上关小，转台的惯性运动由2′关小时所产生的液阻制动，制动器则由于单向节流阀6的作用，可以延缓制动器5的关闭，从而防止了制动器突然制动造成的上车惯性振摆和损坏吊臂。

Claims (2)

1、一种消除工程起重机上车惯性抖动和冲击的随动阻尼控制法，其控制系统由二个液控节流阀和二个负载反馈阀及二个选择梭阀组合构成，二个液控节流阀分别串连于回转液压马达的进出油路上，二个负载反馈阀的进油口分别并联于二液控节流阀的进油口，出油口则与油箱相连，梭阀3跨接于二液控节流阀的进口，梭阀4则跨接于梭阀3的出油口和外控口Y之间，其出油口连接制动器，其特征是：两个液控节流阀的控制油源接于梭阀3的出油口，由回路供油油路的压力油源同时控制。(见图1)

2、根据权利要求1所述的消除工程起重机上车惯性抖动和冲击的随动阻尼控制法，其特征是：两个负载反馈阀的控制信号分别取自两个对应的液控节流阀的进出口。

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