CN102328884B - 动臂塔式起重机及其防后倾装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种动臂塔式起重机和防后倾装置，该防后倾装置包括：至少一防后倾油缸，各防后倾油缸包括行程开关和在活塞杆回缩至预定行程时与行程开关接触配合并且具有预定配合行程的检测件；以及控制油路，包括与各防后倾油缸的有杆腔连接的第一油路及与各防后倾油缸的无杆腔连接的第二油路，第一油路和第二油路分别连接至油箱，其中，第二油路上设有卸荷支路，卸荷支路上设有卸荷用插装阀和控制卸荷支路通断的电磁换向阀，其中，电磁换向阀与行程开关电连接，电磁换向阀在行程开关和检测件处于预定配合行程时得电、控制卸荷支路处于断开状态。本发明的防后倾装置具有三级刚度，减小了塔架和伸缩臂之间的刚性冲击。

Description

动臂塔式起重机及其防后倾装置

技术领域

本发明涉及动臂塔式起重机，尤其涉及动臂塔式起重机的防后倾装置。

背景技术

动臂塔式起重机的起重臂（动臂）可以从水平位置变幅到接近竖向位置，在水平时为最小幅度，在接近竖向时为最大幅度，在臂架变幅到接近竖向时，由于惯性载荷与风载荷的影响，臂架会后倾撞到A字架上安装的防后倾装置上。

在动臂塔式起重机中，防后倾装置主要作用：1、防止起重臂在变幅过程中向后倾翻；2、解决起重臂和塔顶之间存在的刚性或刚度较大的冲击问题。

目前，防后倾装置系统可以分为机械弹簧式、单一液压式、液压与弹簧结合式三类。

机械弹簧式，结构简单，成本不高，但是弹簧刚度通常较大或压缩行程较短，致使起重臂变幅时未至极限，便刚性接触，受力不合理，不能够满足超大型动臂塔机工作需要。

单一液压式，其油缸柱塞在惯性力和液压力作用下与缸底直接碰撞，使机件容易损坏，漏油现象发生时，压力不够，容易造成臂架倾翻。

液压与弹簧结合式，就是油缸内部采用弹簧与液压油共同起作用的形式。现有超大型动臂塔式起重机一般采用液压弹簧式防后倾装置。在起重臂和防后倾装置一开始接触时，防后倾装置的弹簧和液压就同时起作用，A字架（塔架）和伸缩臂之间存在刚性冲击。

发明内容

本发明的目的在于提供一种动臂塔式起重机的防后倾装置，以减小A字架和伸缩臂之间的刚性冲击问题。同时本发明还提供了一种具有该防后倾装置的动臂塔式起重机。

为此，本发明一方面提供了一种动臂塔式起重机的防后倾装置，包括：至少一个防后倾油缸，各防后倾油缸包括设置在防后倾油缸无杆腔中的弹簧，固定连接在防后倾油缸的油缸筒上的悬臂，安装在悬臂上的行程开关，固定连接在防后倾油缸的活塞杆的撞头上的检测件，其中，检测件在活塞杆回缩至预定行程时与行程开关接触配合并且具有预定配合行程；以及控制油路，包括与各防后倾油缸的有杆腔连接的第一油路及与各防后倾油缸的无杆腔连接的第二油路，第一油路和第二油路分别连接至油箱，其中，第二油路上设有卸荷支路，卸荷支路上设有卸荷用插装阀和控制卸荷支路通断的电磁换向阀，其中，电磁换向阀与行程开关电连接，电磁换向阀在行程开关和检测件处于预定配合行程时得电、控制卸荷支路处于断开状态。

进一步地，上述检测件具有圆柱状外表面。

进一步地，上述检测件为圆筒状检测件，圆筒状检测件的内径大于油缸筒的外径，圆筒状检测件的靠近油缸筒的第一端为敞开端，圆筒状检测件的远离油缸筒的第二端固定连接至撞头上。

进一步地，上述第二油路上还包括与卸荷支路并联的第一支路和第二支路，其中，第一支路上设有单向阀，用于防后倾油缸的无杆腔从油箱中吸油，第二支路上设有溢流阀。

进一步地，上述防后倾油缸还包括位于防后倾油缸的无杆腔中与活塞或活塞杆固定连接的导向管，其中，弹簧套设在导向管上。

进一步地，上述导向管在活塞杆回缩至最大行程时与防后倾油缸尾座抵接。

进一步地，上述油箱包括与第二油路连接的快换接头和与第一油路连接的球阀。

进一步地，上述至少一个防后倾油缸包括第一油缸和第二油缸，防后倾装置还包括：横梁，铰接在动臂塔式起重机的A字塔上，并且横向连接并列设置的第一油缸和第二油缸，其中，第一油缸和第二油缸分别通过柔性链牵引至A字塔上，第一油缸和第二油缸分别通过斜腹杆与横梁连接。

进一步地，上述油箱固定设置在横梁上。

根据本发明的另一方面，提供了一种动臂塔式起重机，包括A字塔，该A字塔上安装有根据上面所描述的防后倾装置。

本发明具有以下有益效果：

在本发明中，本发明的防后倾装置具有三级刚度，提高了油缸的伸缩与起重臂变幅的同步性，使得动臂与防后倾装置之间刚性冲击明显减小，提高了塔机起重机的安全性能。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的动臂塔式起重机的防后倾装置的使用状态图；

图2示出了根据本发明的动臂塔式起重机的防后倾装置的结构示意图；

图3示出了根据本发明的动臂塔式起重机的防后倾装置的侧视图；

图4示出了根据本发明的动臂塔式起重机的防后倾装置的柔性链的结构示意图；

图5示出了根据本发明的动臂塔式起重机的防后倾装置的油缸的结构示意图，其中，油缸的活塞杆处于第一刚度阶段；

图6示出了图5所示的防后倾装置的油缸的俯视结构；

图7示出了根据本发明的动臂塔式起重机动臂的液压弹簧式防后倾装置的液压原理图；

图8示出了图5所示的油缸的活塞杆处于第二刚度阶段的结构示意图；以及

图9示出了图5所示的油缸的活塞杆处于第三刚度阶段的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

动臂塔式起重机的防后倾装置即机械领域所涉及的缓冲器或缓冲装置。

图1示出了根据本发明的动臂塔式起重机的防后倾装置的结构示意图。如图1所示，防后倾装置100安装在动臂塔式起重机的A字塔200上，并且通过柔性链300牵引至A字塔的塔架上，与处于变幅状态的动臂400抵接在一起，起到防止动臂400后倾的作用。

图2示出了根据本发明的动臂塔式起重机的防后倾装置的结构示意图，图3示出了根据本发明的动臂塔式起重机的防后倾装置的侧视图。如图2和图3所示，防后倾装置100包括两防后倾油缸10和横梁50，横梁50具有铰接在动臂塔式起重机的A字塔上的铰接座51，并且横向连接并列设置的两防后倾油缸10。其中，各防后倾油缸10分别具有用于与柔性链300连接的连接座11，各油缸分别通过斜腹杆70与横梁50连接，形成三角形结构。

图4示出了根据本发明的动臂塔式起重机的防后倾装置的柔性链的结构示意图。如图4所示，柔性链300由三件弓形卸扣301、306、307、一件花兰302、两个连接环303和305、以及一段起重链304构成。其中，第一弓形卸扣301、花兰302、第二弓形卸扣306、连接环303、起重链304、连接环305、第三弓形卸扣307顺次连接。该柔性链具有长度可调，安装方便，使用快捷的特点。

图5示出了根据本发明的动臂塔式起重机的防后倾装置的油缸的结构示意图，图6示出了图5所示的防后倾装置的油缸的俯视结构。如图5和图6所示，本发明的防后倾油缸包括：缸体110，包括缸筒111、位于缸筒两端的缸盖112和尾座113；带有与缸筒111配合活塞114的活塞杆115；弹簧116，抵接在尾座113和活塞杆115之间，行程开关117，安装在悬臂118上，悬臂118固定连接至缸体110上；以及检测件119，固定连接在活塞杆115的撞头115a上，在活塞杆回缩至预定行程时与行程开关接触配合并且具有预定配合行程H。

类似于普通油缸，在缸体110的无杆腔和有杆腔分别设有液压油口10a，以便液压油进入或排出缸体110。

油缸的活塞杆115在伸缩工作状态或自由状态中，随时都有可能转动，采用传统的一一对应触点方式，很难保证准确可靠的启动或关闭行程开关117，从而影响液压系统工作。

在本发明中，检测件119优选为圆筒状检测件，与活塞杆115同轴布置，圆筒状检测件119的内径大于缸筒111的外径，圆筒状检测件119的内径大于缸筒的外径，圆筒状检测件119的靠近缸筒的第一端为敞开端，圆筒状检测件的远离缸筒的第二端固定连接至活塞杆115的撞头115a上，圆筒状检测件119的外表面119a与行程开关117接触配合。

当行程开关位于预定配合行程H时，行程开关触发信号并且保持该触发信号，该触发信号可用于液压元件例如电磁换向阀的控制。本发明采用圆筒状检测件的设计，无论活塞杆115怎么转动，行程开关都能够准确及时地被触动，从而启动或关闭电磁阀，保证液压系统正常工作。

优选地，圆筒状检测件119的外表面119a的边缘为锥形过渡面119b，以便行程开关117的接触滚轮顺畅地滑动至圆筒状检测件119的外表面。

优选地，本发明的油缸还包括固定连接至活塞杆115上的导向体121，该导向体121沿活塞杆轴向向尾座方向延伸，其中，弹簧116套设在导向体121上，该导向体121具有与尾座113抵接的端部。当活塞杆的回缩距离等于S时，导向体121的端部与底座113抵接。

在本发明中，导向体是非常有作用的，一方面导向体为弹簧提供导向和保护作用，减少了弹簧与缸体内壁的直接摩擦，提高结构件的寿命。另一方面，当活塞杆回缩至最大位移时，导向体上的弹簧接近零压缩量，导向体与缸体底座顶死，此时为完全刚性接触，减少了活塞的直接碰撞，对整个油缸起到最后的保护作用。

上述导向体与缸体底座顶死的过程出现在起重臂过度变幅时，弹簧所在的缸体内部的液压油已经溢流或液压系统有漏油情况，此接触起到最后保护的作用，在动臂塔机正常工作过程中基本上不会出现上述过程。

活塞114套设在活塞杆115上，活塞杆115上具有轴肩115b，活塞的一侧由轴肩115b轴向定位，另一端由导向体121轴向定位。通过此种方式固定活塞，活塞的安装和拆卸操作均非常方便。

上述导向体121优选为导向管，螺接至活塞杆115上并且与活塞杆115之间设置有紧定螺钉122。如此，导向管的安装方便并且可以作为轴向定位件，对活塞114进行轴向定位。

缸盖112螺接至缸筒111上并且与缸筒111之间设置有紧定螺钉123，以实现缸盖112的固定。

图7示出了根据本发明的动臂塔式起重机动臂的液压弹簧式防后倾装置的液压原理图。如图7所示，防后倾油缸10的有杆腔111与第一油路20相连，防后倾油缸10的无杆腔113与第二油路30相连，第一油路20和第二油路30连接至油箱40。

其中，第二油路30上并联有第一支路31、第二支路33和第三支路35（即卸荷支路），其中，第一支路31上设有单向阀32，第二支路33上设有溢流阀34，第三支路35上设有卸荷用插装阀36和控制第三支路35通断的电磁换向阀37，其中，电磁换向阀37与防后倾油缸10上的行程开关117电连接。

结合参照图2和图3，油箱40固定设置在横梁50上，向防后倾油缸10供油。具体地，在油箱上设置快换接头41和球阀43，第二油路30连接至快换接头41，第一油路20连接至球阀43，调节球阀43的开度，可控制吸油速度。

上述电磁换向阀37为常开式电磁换向阀，在未得电时，第三支路是连通的，当得电时，第三支路断开。电磁换向阀37优选地为两位三通电磁换向阀，插装阀36的出油口通过电磁换向阀37择一地与油箱40连通，或通过节流孔38与插装阀36的进油口一侧的油路连通。其中，节流孔38形成油阻，起到了防止插装阀36的出油口一侧的压力大于插装阀36的进油口一侧的压力的问题。

优选地，上述溢流阀34、插装阀36和电磁换向阀37形成一整体阀块，具有进油口A和出油口B，单向阀31连接至进油口A和出油口B即可，安装方式简单可靠。

下面结合图5、图7、图8和图9对防后倾装置的工作原理进行说明。

如图7所示，防后倾装置处于第一刚度阶段。当动臂400（即起重臂）与防后倾油缸10的撞头115a接触时，此时起重臂处于α角，起重臂继续变幅至β角（β>α），这段过程中，活塞杆115开始压缩弹簧116，液压油不参与工作，液压油经流量较大的插装阀36溢流回油箱40，此过程的接触类似柔性接触。

如图8所示，防后倾装置处于第二刚度阶段。当压缩弹簧116到一定位置时，即到达预定配合行程H时，触发行程开关117使电磁换向阀37换左位指示插装阀36关闭，液压和钢弹簧同时工作，油缸内部压力逐渐增大，此时若当压力超过溢流阀预先设定压力值时，液压油经流量较小的溢流阀溢流回油箱，此过程的接触是刚度相对较大的接触，能够柔性制动起重臂俯仰变幅。

如图9所示，防后倾装置处于三级刚度阶段，此时防后倾油缸的活塞杆与缸底顶死，形成完全刚性体，此过程的接触是完全刚性接触。

当起重机离开防后倾油缸10的撞头115a时，弹簧释放，在活塞杆的拉动下，防后倾油缸经由单向阀32从油箱40中吸油。

本发明的防后倾装置具有三级刚度，使得动臂与防后倾装置之间刚性冲击明显减小，提高了塔机起重机的安全性能。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种动臂塔式起重机的防后倾装置，其特征在于，包括：

至少一个防后倾油缸，各所述防后倾油缸包括：

弹簧，设置在所述防后倾油缸的无杆腔中；

悬臂，固定连接至所述防后倾油缸的油缸筒上；

行程开关，安装在所述悬臂上；以及

检测件，固定连接在所述防后倾油缸的活塞杆的撞头上，在所述活塞杆回缩至预定行程时与所述行程开关接触配合并且具有预定配合行程，

控制油路，包括与各所述防后倾油缸的有杆腔连接的第一油路及与各所述防后倾油缸的无杆腔连接的第二油路，所述第一油路和第二油路分别连接至油箱，其中，所述第二油路上设有卸荷支路，所述卸荷支路上设有卸荷用插装阀和控制所述卸荷支路通断的电磁换向阀，

其中，所述电磁换向阀与所述行程开关电连接，所述电磁换向阀在所述行程开关和检测件处于所述预定配合行程时得电、控制所述卸荷支路处于断开状态。

2.根据权利要求1所述的动臂塔式起重机的防后倾装置，其特征在于，所述检测件具有圆柱状外表面。

3.根据权利要求1所述的动臂塔式起重机的防后倾装置，其特征在于，所述检测件为圆筒状检测件，所述圆筒状检测件的内径大于所述油缸筒的外径，所述圆筒状检测件的靠近所述油缸筒的第一端为敞开端，所述圆筒状检测件的远离所述油缸筒的第二端固定连接至所述撞头上。

4.根据权利要求1所述的动臂塔式起重机的防后倾装置，其特征在于，所述第二油路上还包括与所述卸荷支路并联的第一支路和第二支路，其中，所述第一支路上设有单向阀，用于所述防后倾油缸的无杆腔从所述油箱中吸油，第二支路上设有溢流阀。

5.根据权利要求1所述的动臂塔式起重机的防后倾装置，其特征在于，所述防后倾油缸还包括位于所述防后倾油缸的无杆腔中与活塞或活塞杆固定连接的导向管，其中，所述弹簧套设在所述导向管上。

6.根据权利要求5所述的动臂塔式起重机的防后倾装置，其特征在于，所述导向管在所述活塞杆回缩至最大行程时与所述防后倾油缸的尾座抵接。

7.根据权利要求1所述的动臂塔式起重机的防后倾装置，其特征在于，所述油箱包括与所述第二油路连接的快换接头和与所述第一油路连接的球阀。

8.根据权利要求1所述的动臂塔式起重机的防后倾装置，其特征在于，所述至少一个防后倾油缸包括第一油缸和第二油缸，所述防后倾装置还包括：

横梁，铰接在所述动臂塔式起重机的A字塔上，并且横向连接并列设置的所述第一油缸和第二油缸，

其中，所述第一油缸和第二油缸分别通过柔性链牵引至A字塔上，所述第一油缸和第二油缸分别通过斜腹杆与所述横梁连接。

9.根据权利要求8所述的动臂塔式起重机的防后倾装置，其特征在于，所述油箱固定设置在所述横梁上。

10.一种动臂塔式起重机，包括A字塔，其特征在于，所述A字塔上安装有根据权利要求1至9中任一项所述的防后倾装置。

Images