CN102114833B - 对制动器进行液压控制的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种对制动器进行液压控制的系统，包括：油箱，其中包含油液；一个或多个液压缸，每个液压缸包括活塞，活塞的活塞杆上设置有动力弹簧；主泵；蓄能器，主泵从油箱向蓄能器供油，当主泵供油而使蓄能器高于第一预设压力值时，蓄能器将油液提供给所述液压缸，主泵停止工作，当蓄能器中的压力小于或等于第二预设压力值时，主泵被再次启动，向蓄能器供油；电磁阀，电磁阀得电后，油液从蓄能器流向液压缸，从而推动活塞，进而压缩动力弹簧，从而打开制动器，并产生制动器打开信号。本发明所提供的上述系统不受电压和谐波影响，因此总体结构寿命更长，节能更多，维修也较为方便快捷，成本相比之下较为低廉，且系统运行较为平稳。
Description
技术领域
本发明涉及一种液压控制制动器系统。
背景技术
在翻车机系统中，推车机、定位车设备的电磁制动器经常无法正常工作，甚至发生频繁烧毁的情况，从而导致系统中的设备经常处于无制动器状态，很可能由此导致安全事故。
现有技术中的制动器的电路板受电压以及谐波影响严重，如果现场工况极不满足其电源质量的要求，则电路板烧毁率甚至达到100％。经常出现刚更换新电路板就立即烧毁或短时间内烧毁的情况。
现有技术中还使用一种电液制动器，也存在运转稳定性问题，而且其内部的电机轴承无法承受长时间的较大轴向力，导致转子后移，磨损叶轮，进而使得制动器无法建立制动力。而且此类产品与当前在翻车机系统中的现有制动器的执行机构不能匹配。同时此类产品成本较高，供货期较长，对设备进行整体更换所需成本极高，甚至达到150万元。
发明内容
本发明通过提供一种液压控制制动器系统，克服了现有技术中的上述缺陷。
本发明提供一种对制动器进行液压控制的系统，包括：
油箱，其中包含油液；
一个或多个液压缸，每个液压缸包括活塞，活塞的活塞杆上设置有动力弹簧；
主泵；
蓄能器，主泵从油箱向蓄能器供油，当主泵供油而使蓄能器高于第一预设压力值时，蓄能器将油液提供给所述液压缸，主泵停止工作，当蓄能器中的压力小于或等于第二预设压力值时，主泵被再次启动，向蓄能器供油；
电磁阀，电磁阀得电后，油液从蓄能器流向液压缸，从而推动活塞，进而压缩动力弹簧，从而打开制动器，并产生制动器打开信号。
优选地，所述系统进一步包括先导卸荷溢流阀，当所述系统中的油液压力大于或等于卸荷压力时，先导阀导通，油液就通过主阀流回油箱。
更优选地，油液通过先导卸荷溢流阀流回油箱后，电磁阀一直得电，液压缸内的油液压力由蓄能器维持。
更优选地，在电磁阀失电的情况下，液压缸中的油液在动力弹簧的压迫下回至油箱，从而使制动器关闭。
优选地，所述油箱包括：
空气清洁器，用于对油箱内的空气进行过滤；
温度控制器，用于监控油箱的温度；
液位控制器，用于监控油箱内油液的液位。
优选地，所述制动器包括：
制动盘；
夹紧机构，该夹紧机构夹紧制动盘；
杠杆机构，杠杆结构包括一支点，所述杠杆结构的一端连接到夹紧机构，另一端连接到动力弹簧，所述动力弹簧在压缩状态下通过杠杆机构相对于支点带动夹紧机构，从而对夹紧机构所夹紧的制动盘施加制动力矩，进而启动制动器。
优选地，所述主泵为齿轮泵。
本发明所提供的上述液压控制制动器系统不受电压和谐波影响，因此总体结构寿命更长，节能更多，维修也较为方便快捷，成本相比之下较为低廉，且系统运行较为平稳。
附图说明
图1示出本发明一种实施方式中液压控制制动器系统的原理图；
图2示出本发明一种实施方式中制动器的制动盘与液压缸内的动力弹簧之间的关系的结构示意图。
具体实施方式
在下文中，相同的附图标记指代相同的元件。
如上文所述，现有技术中制动器受现场电压波动及变频谐波的影响较大，经常导致制动器电路板受损。而与此形成对照的是，本发明采用一种液压机构来控制制动器的运行，因此受电压波动和变频谐波影响较小。
图1示出液压控制制动器系统100的结构图。液压控制制动器系统100主要包括油箱101、电磁阀117、主泵120、蓄能器113、液压缸118、先导式卸荷溢流阀112。
主泵120可向蓄能器113供油，本发明采用的主泵优选为齿轮泵，其性能可靠工作寿命长，工作条件范围大，适合复杂地理环境及工况要求。
如图1所示，当外围设备(例如推车机定位车)工作时，电磁阀117得电，主泵120即从油箱101向蓄能器113供油，当主泵120供油而使蓄能器113达到一特定预设压力值时，蓄能器113就将来自油箱101的油液提供给液压缸118，也就是说，蓄能器113为系统供油，油液流向液压缸118，此时主泵120即停止工作。需要注意的是，液压缸(118)的数目不限，可以根据实际情况进行限定，例如图1中示出有6个液压缸。油液流进液压缸118的上部，从而逐渐填充液压缸118的上部，进而将液压缸118中的活塞121向下压。如图1可以看出，活塞121的活塞杆上相应设置有制动器执行机构的动力弹簧122。因此，当活塞121向下压时，就会在液压缸118内产生一定的压力，动力弹簧122压缩，当该压力达到预定压力时，随之将制动器打开(动力弹簧122与制动器的连接关系将在下文中描述)，产生制动器打开信号。
需要注意的是，当蓄能器113中的压力小于或等于一特定低压预设值时，主泵120即被再次启动，向蓄能器113供油。
在产生制动器打开信号之后，诸如推车机定位车的外围设备即可执行作业，液压缸118内的系统压力将一直持续地由蓄能器113来维持。需要注意的是，本系统可以选择两种工作模式：一，系统完全由蓄能器113提供动力，主泵120只(例如在压力继电器114的控制下)为蓄能器供油；二，主泵120一直运转，系统压力由先导卸荷溢流阀112控制，当达到先导卸荷溢流阀112的预调整好的卸荷压力p1时，先导阀就将其中的主阀芯完全打开，系统卸荷，即，油液通过先导卸荷溢流阀112流回油箱101。当系统压力小于卸荷压力p1并达到卸荷压力p1的一定比例(例如83％)时，先导阀关闭，从而主阀芯闭合，系统升压，即，油箱101中的油液再次流向蓄能器113及液压缸118，此时液压缸118的动作由主泵120和蓄能器113同时供油。第一种工作模式适合制动器一次打开很长时间不关闭的工况，而第二种工作模式适合制动器频繁打开关闭的工况。
当整体系统出现故障而需要关闭制动器时，电磁阀117失电，原先一直保持压缩状态的动力弹簧122将释放。这样，液压缸118中的油液就在动力弹簧122的弹簧力的压迫下通过电磁阀117回至油箱101，从而实现制动器关闭。当正常停止作业时，控制器发出指令将电磁阀117关闭，从而关闭制动器。
如图1所示，还可以看出油箱101上还配备有空气过滤器104、温度控制器105、液位控制器106。空气过滤器104用于对油箱101由于容积的变化而出入的空气进行过滤，从而保证油箱内清洁；温度控制器105监控油箱101内的温度，从而进一步控制加热器的工作与否；而液位控制器106监控油箱101内油液的液位，从而保护系统不能低于所要求的最低液位。
上文提到，制动器的开启受动力弹簧122的控制。图2示出制动器的制动盘与液压缸118内的动力弹簧122之间的关系。
如图2所示，液压缸118延伸出一杠杆机构，支点为203。支点203的一端由液压缸118的动力弹簧122控制，另一端由一夹紧机构202控制，夹紧机构202夹紧制动盘201。这样，如果动力弹簧122压缩，就会通过上述杠杆相对于支点203带动夹紧机构202，由此对被夹紧机构202夹紧的制动盘201施加制动力矩，实现制动。
举例而言，例如制动盘201制动力矩为M＝500-1000NM，制动盘半径为r＝0.25m，则作用在制动盘202上的力为：
Fmax＝Mmax/r＝1000/0.25＝4000N
Fmin＝Mmin/r＝500/0.25＝2000N
进一步假设夹紧机构202距支点203的距离为52cm，而弹簧122距支点204的距离为165cm，则根据杠杆原理计算得出弹簧应有的弹力(即弹簧载荷)为：
fmax＝Fmax×52/165＝1261.8N
fmin＝Fmin×52/165＝630.9N
进一步假设液压缸118的内径为50mm，杠杆半径为20mm，液压缸118内活塞121的行程为13mm，则
横截面积差为s＝3.14×(50×50-20×20)＝16.485cm2；
多个液压缸118(如图1所示为6个)同时动作时需要的油液体积为：
v＝16.485×6×13＝0.1286L
克服弹簧最大弹力所需的压力为：
P＝fmax/s＝1261.8/16.485≈1MPa；
即，系统压力Pmin＞1MPa。
也就是说，此时，当系统压力保持在1MPa以上时，即可开启制动器。
如上文所述可知，上述液压控制制动器系统100采用液压制动力的方式工作，设计紧凑，结构特殊，故障率低，从而节约了成本。
并且，液压缸118的下腔通过管路与油箱101相通，且液压缸118下腔和管路预充液，从而避免油缸与大气相通造成的内部锈蚀而损坏系统中的各元件，例如密封圈。
如图2的实施例所述，本发明采用机械强制打开制动器，操作上安全快捷，大大提高了工作效率。
另外，系统可以完全由蓄能器113提供动力，主泵120只在压力继电器114的控制下为蓄能器充液，大大节约了能源。
而且，相对于“背景技术”中所提到的以电压和谐波启动地电液制动器而言，本发明的液压控制制动器系统不受电压和谐波影响，因此总体结构寿命更长，节能更多，维修也较为方便快捷，成本相比之下较为低廉，且系统运行较为平稳。
本领域技术人员可以理解的是，本发明并不限于上述具体实施例，所有与上述实施例等同的技术方案均落在本发明的范围内。
Claims (6)
1.一种对制动器进行液压控制的系统，其特征在于，包括：
油箱(101)，其中包含油液；
一个或多个液压缸(118)，每个液压缸(118)包括活塞(121)，活塞(121)的活塞杆上设置有动力弹簧(122)；
主泵(120)；
蓄能器(113)，主泵(120)从油箱(101)向蓄能器(113)供油，当主泵(120)供油而使蓄能器(113)高于第一预设压力值时，主泵(120)停止工作，蓄能器(113)将油液提供给所述液压缸(118)；当蓄能器中的压力小于或等于第二预设压力值时，主泵(120)启动，向蓄能器(113)供油；
电磁阀(117)，电磁阀(117)得电后，油液从蓄能器(113)流向液压缸(118)，从而推动活塞(121)，进而压缩动力弹簧(122)，从而打开制动器，并产生制动器打开信号，
所述对制动器进行液压控制的系统进一步包括先导卸荷溢流阀(112)，所述先导卸荷溢流阀与所述液压缸并联,其中，当所述系统中的油液压力大于或等于卸荷压力时，先导卸荷溢流阀(112)导通，油液通过先导卸荷溢流阀(112)流回油箱(101)。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，油液通过先导卸荷溢流阀(112)流回油箱(101)后，电磁阀(117)一直得电，液压缸(118)内的油液压力由蓄能器(113)维持。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，在电磁阀失电的情况下，液压缸(118)中的油液在动力弹簧(122)的压迫下回至油箱(101)，从而使制动器关闭。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述油箱(101)包括：
空气清洁器(104)，用于对油箱(101)内的空气进行过滤；
温度控制器(105)，用于监控油箱(101)的温度；
液位控制器(106)，用于监控油箱(101)内油液的液位。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述制动器包括：
制动盘(201)；
夹紧机构(202)，该夹紧机构(202)夹紧制动盘(201)；
杠杆机构，杠杆机构包括一支点(203)，所述杠杆机构的一端连接到夹紧机构(202)，另一端连接到动力弹簧(122)，所述动力弹簧(122)在压缩状态下通过杠杆机构相对于支点(203)带动夹紧机构(202)，从而对夹紧机构(202)所夹紧的制动盘(201)施加制动力矩，进而启动制动器。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述主泵(120)为齿轮泵。
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