CN101993009A - 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。也适用于混凝土泵车和其它有上部回转作业装置的工程机械。目前现有的控制方法有几种：进口缓冲控制法；出口背压控制法；或者是这两者的组合。它们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，消除了冲击，出口节流口的可变背压确保转台平稳起动。

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.技术现状：

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，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衡的运动状态：一是启动冲击，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的流量大于供给流量时主油路压力降低至小于制动器的开启压力时，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前方突发障碍操作者突然松把或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，国内在工程起重机和混凝土泵车行业等为消除其上车作业装置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可分为两类：一类是进口限压缓冲法；另一类是马达出口背压阻尼控制法；或是这二者的组合。第一种方法是在马达进口油路上并联一限压溢流阀。它的作用原理是在系统压力冲击值超过某一设定值时，该溢流阀打开，使进油油路内的产生冲击压力的多余流量释放到马达的出口油路以消除压力冲击。由于溢流阀的响应惯性和滞后，效果不理想且只针对前述三种不平稳工况中的第一种。第二种方法是在马达的出口油路上串联一节流阀(大多用平衡阀)。它的作用原理是在马达的出口增加一个可变背压阻尼力，该阻尼力随进油口油压的升高而降低，以此来改善上车回转起动时的平稳性。由于平衡阀的工作特性是平衡超越负载，并不适用惯性负载，且其启闭特性与回转系统用的节流阀的启闭特性大相径廷，其使用效果不好。这二者的组合用的很广，为了满足使用要求，只好在系统中增设了比例阀和负载反馈，这种做法一方面增加了生产和维护成本，另一方面增加了系统的能耗。且他们的立足点都只是解决启动冲击，而解决不了前述的第二、第三种不稳定运动状态。

三.发明目的：

本发明的目的就在于为消除工程起重机上车上车作业装置回转的惯性抖动和冲击，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的进出油路上各设置一个液控可变节流阀。该两个节流阀的开度由马达的进油口压力控制，在该两可变节流阀的进口各并联一个负载反馈阀，其出口接油箱，该负载反馈阀分别由各自并联的节流阀的进出口压差控制。当马达回转方向变化时，该两可变节流阀和对应的负载反馈阀的低压控制口的控制油由梭阀切换。这种控制方法的作用原理是：由两个可变节流阀对马达的进出油路同步对其压差进行控制，由进口压差控制负载反馈阀的开口变化，分流多余流量，限制马达的进口流量，消除液压冲击和减少能量损失；由出口节流阀所建立的背压与进油压力同步变化(由大变小)，两者的变化同步协调，确保上车部分的平稳起动和运行。

五、附图说明：

附图1是本发明的液压控制系统职能原理图。

六、实施方式：

本发明的具体实施方式结合附图1说明如下：

本发明的液压控制系统包含两个液控可变节流阀2和2′、两个负载反馈阀1和1′、选择梭阀3和4，它们可以装设在同一集成块上，也可以以分立元件的形式安装在回转回路的管路系统中。

它的具体实施过程如下：当操纵换向阀向A1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出口压力的上升，可变节流阀2和2′同时被逐渐打开，负载反馈阀逐渐关闭，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)，转台在自重力矩作用下加速向前滑行，出现系统供油不足时，A1腔压力下降，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。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手把时，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。在上述两种工况下，由于梭阀3的切换，使得制动器的控制压力与马达出口腔的压力同步变化，避免了因A1腔压力低于制动器打开压力时造成回路中的压力干涉引发的转台抖动，也消除了制动器突然制动造成的上车振摆和吊臂损坏。

Claims (8)

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2和2′和二个负载反馈阀1和1′及二个选择梭阀3和4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与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出口，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步控制。(见图1)。

2.根据权利要求1所述的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，其特征在于：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。

3.根据权利要求1所述的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，其特征在于：梭阀3跨接于二液控节流阀的出口，梭阀4则跨接于梭阀3的出油口和外控口Y之间。

4.根据权利要求1所述的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，其特征在于：可以在系统中设置补油单向阀。

5.根据权利要求1所述的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，其特征在于：本控制系统包含的两个液控节流阀可以集成为一个联动控制元件，也可以分开为两个独立的自控元件。

6.根据权利要求1所述的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，其特征在于：两个负载反馈阀可由一个负载反馈阀代替，其进油口由梭阀切换。

7.根据权利要求1所述的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，其特征在于：本控制系统包含的两个液控节流阀，两个负载反馈阀及梭阀它们可以装设在同一集成块上，也可以分立元件的形式安装在回转回路的系统中。

8.根据权利要求1所述的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，其特征在于：可以在系统的换向阀与液控节流阀之间设置液控单向阀，强制回油流经补油油路再回油箱。

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