CN102619794A - 单缸插销伸缩控制系统及工程机械 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种单缸插销伸缩控制系统及工程机械，该单缸插销伸缩控制系统包括第一换向控制阀与辅助油源相连通；伸缩油缸包括设置于缸筒上并容置于活塞杆中的芯管；第一油路连接于所述第一换向控制阀的第一油口；第二油路连接于所述第一换向控制阀的第二油口；第一单向阀进油端与该伸缩油缸相连通；第二单向阀进油端与该伸缩油缸相连通；第三油路一端与该第一单向阀的出油端及该第二单向阀的出油端相连通，另一端与电磁球阀相连通。伸缩油缸中的芯管在单缸插销伸缩控制系统工作的过程中，仅用于回油。回油的压力较小，因此对该芯管的影响较小，从而提高了该芯管的使用寿命。

Description

单缸插销伸缩控制系统及工程机械
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域，特别涉及一种单缸插销伸缩控制系统及具有该单缸插销伸缩控制系统的工程机械。
背景技术
目前，五节臂以上的大吨位起重机伸缩臂采用的都是单缸插销伸缩控制系统实现各节臂的伸缩。现有的单缸插销伸缩控制系统都是利用外部辅助油源，并通过伸缩油缸芯管或胶管卷筒将该辅助油源接通到拔销装置上，再由拔销装置控制缸销和臂销的拔出和锁定。
然而，当通过伸缩油缸芯管与拔销的辅助油源相连通时，在伸缩臂的过程中，由于伸缩油缸芯管与活塞杆有相对运动，即芯管体积会在伸缩过程中发生变化。这样，当伸臂速度过快时，由于芯管与活塞杆之间的体积增大，会导致辅助油的压力变小，甚至会导致臂销自动弹出而与大臂产生磨擦和碰撞，导致臂销撞弯而出现安全事故，当缩臂速度过快时，由于芯管与活塞杆之间的体积减小，会导致芯管压力增大，很容易导致芯管弯曲变形，导致伸缩抖动甚至使伸缩油缸报废。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷和不足，本发明的目的在于提供一种单缸插销伸缩控制系统，包括第一换向控制阀，其与辅助油源相连通；伸缩油缸，其包括设置于缸筒上并容置于活塞杆中的芯管；第一油路连接于所述第一换向控制阀的第一油口；第二油路连接于所述第一换向控制阀的第二油口；第一单向阀，其进油端与所述伸缩油缸相连通；第二单向阀，其进油端与所述伸缩油缸相连通；第三油路，其一端与所述第一单向阀的出油端及所述第二单向阀的出油端相连通，另一端与电磁球阀相连通；蓄能器，其设于所述第三油路上；所述电磁球阀通过回油油路及第四油路与第二换向控制阀及第三换向控制阀相连通；所述芯管通过所述回油油路与第二换向控制阀及第三换向控制阀相连通；所述第二换向控制阀及第三换向控制阀将所述回油油路及所述第四油路有选择性地连接于臂销控制油缸的有杆腔及无杆腔、缸销控制油缸的有杆腔及无杆腔上。
优选地，还包括平衡阀及方向控制阀，所述平衡阀设置于所述第二油路上，所述方向控制阀的一个油口与所述平衡阀相连接，另一个油口与所述第一油路相连接。
优选地，还包括第一液压锁及第二液压锁，所述第一液压锁设置于所述臂销控制油缸与所述第二换向控制阀之间的液压油路上，所述第二液压锁设置于所述缸销控制油缸与所述第三换向控制阀之间的液压油路上。
优选地，所述伸缩油缸还包括缸筒，所述缸筒上开设有第一出油口、第二出油口及回油口，所述芯管固定在所述缸筒上并与所述回油口相连通，所述芯管通过回油油路与所述第二换向控制阀及所述第三换向控制阀相连通，所述第一单向阀的进油端与所述第一出油口相连通，所述第二单向阀的进油端与所述第二出油口相连通。
优选地，所述伸缩油缸还包括活塞，所述活塞套设在所述芯管上并活动地设置于所述缸筒中，所述活塞上开设有油路，所述活塞杆固定在所述活塞上并与所述活塞之间形成有第一油腔、第二油腔及第三油腔，所述芯管容置于所述第一油腔中，所述第一油腔的一端开设有第一油口，所述第一油口通过泄油回路与油箱相连接，所述第二油腔的腔壁上开设有油口，所述第二油腔通过所述油口与所述第一出油口相连通，所述第二油腔的一端开设有第二油口，所述第二油口与所述第一油路相连通，所述第三油腔与所述油路相连通，所述第三油腔的一端开设有第三油口，所述第三油口与所述平衡阀相连通。
优选地，还包括第一溢流阀及第二溢流阀，所述第一溢流阀与所述第一油路相连接，所述第二溢流阀与所述第二油路相连接。
同时，本发明提供一种具有如上所述的单缸插销伸缩控制系统的工程机械。
本发明的伸缩油缸中的芯管在单缸插销伸缩控制系统工作的过程中，仅用于回油。回油的压力较小，因此对该芯管的影响较小，从而提高了该芯管的使用寿命。另外，该臂销及缸销由该臂销控制油缸及缸销控制油缸进行控制，与该伸缩油缸无关。而控制该臂销控制油缸及缸销控制油缸动作的液压油中的液压油辅助油源及该蓄能器提供，因此，油压稳定、持续，可防止现有技术中由于油压变化而导致的臂销弹出等安全事故的发生。
附图说明
图1所示为本发明实施例提供的单缸插销伸缩控制系统液压控制原理图。
图2所示为图1中伸缩油缸的放大图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种单缸插销伸缩控制系统，其应用于起重机等工程机械中以控制多节伸缩臂的伸缩及锁定。
请结合参阅图1及图2，该单缸插销伸缩控制系统包括第一换向控制阀111、伸缩油缸112、第一单向阀113、第二单向阀114、电磁球阀115、蓄能器116、第二换向控制阀117、第三换向控制阀118、第一液压锁119、第二液压锁120、臂销控制油缸121、缸销控制油缸122、平衡阀123及方向控制阀124。
该第一换向控制阀111优选为三位四通电磁换向阀，其包括进油口P及回油口T。该第一换向控制阀111的第一油口a1及第二进油口a2通过第一油路L1及第二油路L2分别与该伸缩油缸112相连通。该进油口P与辅助油源相连通，该回油口T与油箱相连通。该第一油路L1作为该第一换向控制阀111的第一油口a1和该伸缩油缸112的供油通道或回油通道；该第二油路L2作为该第一换向控制阀111的第二油口a2和该伸缩油缸112的供油通道或回油通道，即该第一换向控制阀111用于将该第一油路L1切换至供油状态、将该第二油路L2切换至回油状态，或者将该第一油路L1切换至回油状态、将该第二油路L2切换至供油状态。该第一油路L1及第二油路L2上分别连接有第一溢流阀126、第二溢流阀127。该第一溢流阀126及第二溢流阀127可防止该第一油路L1及第二油路L2中压力过大造成对该伸缩油缸112的损坏。
本发明的伸缩油缸112与该第一换向控制阀111之间的该第二油路L2上还设置有该平衡阀123，该平衡阀123还连接有用于控制该平衡阀123导通和封闭的方向控制阀124。该方向控制阀124的一个油口与该平衡阀123相连接，另一个油口与该第一油路L1相连接。该方向控制阀124具有两种工作状态：当DT3得电时，切断了该平衡阀123与该第一油路L1之间的通路。当DT3失电时，该方向控制阀124将该平衡阀123与该第一油路L1相连通，此时该第一油路L1中的液压油通过该方向控制阀124进入该平衡阀123中，使得该平衡阀123中的单向阀开启，从而使得该伸缩油缸112中的液压油通过该平衡阀123、第二油路L2及回油口T进行回油。该平衡阀123可阻断该伸缩油缸112的无杆腔中的液压油产生回油，防止该伸缩油缸112缩臂动作的产生。
该伸缩油缸112包括缸筒1121、芯管1122、活塞1123及活塞杆1124。该缸筒1121的周壁上开设有第一出油口c1，该缸筒1121的底部开设有第二出油口c2及回油口c3。该芯管1122用于回油，其固定在该缸筒1121的底部并与该回油口c3相连通。该芯管1122通过回油油路L与该第二换向控制阀117及该第三换向控制阀118相连通。该活塞1123套设在该芯管1122上并活动地设置于该缸筒1121中。该活塞1123上开设有油路d。该活塞杆1124固定在该活塞1123上并与该活塞1123之间形成有三个油道，即第一油腔e1、第二油腔e2及第三油腔e3。该芯管1122容置于该第一油腔e1中，该第一油腔e1远离该活塞1123的一端开设有第一油口f1，该第一油口f1通过泄油回路与油箱相连接。该第二油腔e2的腔壁上开设有油口j，该第二油腔e2通过该油口j与该第一出油口c1相连通。该第二油腔e2远离该活塞1123的一端开设有第二油口f2，该第二油口f2与该第一油路L1相连通。该第三油腔e3与该油路d相连通，该第三油腔e3远离该活塞1123的一端开设有第三油口f3，该第三油口f3与该平衡阀123相连通。
该第一单向阀113的进油端与该第一出油口c1相连通。
该第二单向阀114的进油端与该第二出油口c2相连通。
该电磁球阀115通过第三油路L3与该第一单向阀113的出油端及该第二单向阀114的出油端相连通。同时，该电磁球阀115还通过该回油油路L及第四油路L4与该第二换向控制阀117、该三换向控制阀118相连通。该蓄能器116设置于该第三油路L3上。
该第二换向控制阀117通过液压油路与该第一液压锁119的第一油口、第二油口相连通。该第一液压锁119的第三油口与该臂销控制油缸121的无杆腔相连接，该第一液压锁119的第四油口与该臂销控制油缸121的有杆腔相连接。即该第一液压锁119设置于该臂销控制油缸121与该第二换向控制阀117之间的液压油路上。
该第三换向控制阀118通过液压油路与该第二液压锁120的第一油口、第二油口相连通。该第二液压锁120的第三油口与该缸销控制油缸122的无杆腔相连接，该第二液压锁120的第四油口与该缸销控制油缸122的有杆腔相连接。即该第二液压锁120设置于该缸销控制油缸122与该第三换向控制阀118之间的液压油路上。
该臂销控制油缸121用于控制臂销的伸缩。当该臂销控制油缸121的活塞杆伸出时，可使该臂销将两个节臂锁死。相反地，当该臂销控制油缸121的活塞杆回缩时，可将该臂销解锁。
该缸销控制油缸122用于控制缸销的伸缩。当该缸销控制油缸122的活塞杆伸出时，可使该缸销卡持在对应的一个节臂上以将该伸缩油缸112与对应的一个节臂锁死。相反地，当该缸销控制油缸122的活塞杆回缩时，可将该缸销解锁。
下面结合具体的工作场景(以应用于起重机为例)说明一下本实施例的单缸插销伸缩控制系统的工作原理：
臂销解锁过程：当电磁铁DT2、DT3、DT8、DT5得电，液压油从该进油口P进入该第一换向控制阀111，进而通过该第一油路L1、第二油口f2进入该第二油腔e2，并经过该油口j、第一出油口c1进入该第一单向阀113，进而液压油对该蓄能器116进行充压，同时还通过该电磁球阀115进入该第四油路L4、该第二换向控制阀117及第一液压锁119，最后进入该臂销控制油缸121的有杆腔中，使该臂销解锁。该臂销控制油缸121的无杆腔中液压油再通过该第一液压锁119、该第二换向控制阀117及该回油油路L进入该芯管1122及该第一油腔e1，最后通过该第一油口f1回油至该油箱中。
臂销保持过程：当所有电磁铁失电时，该第一液压锁119处于锁死的状态，因此该臂销控制油缸121及该臂销保持在某一状态，该状态可以是解锁状态或锁死状态。
缸销锁死过程：当该伸缩油缸112伸或缩至指定位置时，电磁铁DT2、DT3、DT8、DT7得电，该蓄能器116中的液压油经过该电磁球阀115进入该第四油路L4、该第三换向控制阀118及第二液压锁120，最后进入该缸销控制油缸122的无杆腔中，使该臂销锁死。该缸销控制油缸122的有杆腔中液压油再通过该第二液压锁120、该第三换向控制阀118及该回油油路L进入该芯管1122及该第一油腔e1，最后通过该第一油口f1回油至该油箱中。同时，液压油从该进油口P进入该第一换向控制阀111，进而通过该第一油路L1、第二油口f2进入该第二油腔e2，并经过该油口j、第一出油口c1进入该第一单向阀113，进而液压油对该蓄能器116继续进行充压，以保证下次插拔缸销、臂销动作的快速进行。
节臂伸出过程：此时，该缸销锁死，臂销解锁。电磁铁DT1得电，液压油从该进油口P进入该第一换向控制阀111，进而通过该第二油路L2、平衡阀123、第三油口f3进入该第三油腔e3中，进而通过该油路d进入该伸缩油缸112的无杆腔中。因此，该伸缩油缸112驱动一个节臂相对另一个节臂伸出。同时，无杆腔中的液压油再通过该第二单向阀114向该蓄能器116继续进行充压。
节臂缩回过程：此时，该缸销锁死，臂销解锁。电磁铁DT2得电，液压油从该进油口P进入该第一换向控制阀111，进而通过该第一油路L1、第二油口f2进入该第二油腔e2，使得该伸缩油缸112驱动一个节臂相对另一个节臂缩回。该第二油腔e2中的液压油在通过该第一单向阀113向该蓄能器116继续进行充压。同时，该伸缩油缸112无杆腔中的液压油通过该油路d、第三油腔e3、第三油口f3、平衡阀123、第二油路L2及该回油口T进行回油。
缸销解锁过程：当DT2、DT3、DT8、DT6得电时，液压油从该进油口P进入该第一换向控制阀111，进而通过该第一油路L1、第二油口f2进入该第二油腔e2，并经过该油口j、第一出油口c1进入该第一单向阀113，进而液压油对该蓄能器116进行充压，同时还通过该电磁球阀115进入该第四油路L4、该第三换向控制阀118及第二液压锁120，最后进入该缸销控制油缸122的有杆腔中，使该缸销解锁。该缸销控制油缸122的无杆腔中液压油再通过该第二液压锁120、该第三换向控制阀117及该回油油路L进入该芯管1122及该第一油腔e1，最后通过该第一油口f1回油至该油箱中。
缸销保持过程：当所有电磁铁失电时，该第二液压锁120处于锁死的状态，因此该缸销控制油缸122及该缸销保持在某一状态，该状态可以是解锁状态或锁死状态。
空伸油缸过程：此时，该缸销解锁，臂销锁死。电磁铁DT1得电，液压油从该进油口P进入该第一换向控制阀111，进而通过该第二油路L2、平衡阀123、第三油口f3进入该第三油腔e3中，进而通过该油路d进入该伸缩油缸112的无杆腔中使得该伸缩油缸112处于伸出的过程。由于缸销解锁，即该伸缩油缸112与可伸缩的节臂无连接关系，故此节臂保持原有的位置。
空缩油缸过程：此时，该缸销解锁，臂销锁死。电磁铁DT2得电，液压油从该进油口P进入该第一换向控制阀111，进而通过该第一油路L1、第二油口f2进入该第二油腔e2，使得该伸缩油缸112处于缩回的过程。由于缸销解锁，即该伸缩油缸112与可伸缩的节臂无连接关系，故此节臂保持原有的位置。
本发明的伸缩油缸112中的芯管1122在单缸插销伸缩控制系统工作的过程中，仅用于回油。回油的压力较小，因此对该芯管1122的影响较小，从而提高了该芯管1122的使用寿命。另外，该臂销及缸销由该臂销控制油缸121及缸销控制油缸122进行控制，与该伸缩油缸112无关。而控制该臂销控制油缸121及缸销控制油缸122动作的液压油中的液压油辅助油源及该蓄能器116提供，因此，油压稳定、持续，可防止现有技术中由于油压变化而导致的臂销弹出等安全事故的发生。
本发明实施例还提供一种工程机械，例如起重机，其具有上述的单缸插销伸缩控制系统。由于上述单缸插销伸缩控制系统具有上述的技术效果，因此，具有上述单缸插销伸缩控制系统的工程机械也具有相应的技术效果，故不赘述。
可以理解，若仅实现对该臂销控制油缸121及缸销控制油缸122进行持续、稳定地控制的情况下，该平衡阀123及方向控制阀124可以省略。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (9)

1.一种单缸插销伸缩控制系统，其特征在于，包括：
第一换向控制阀(111)，其与辅助油源相连通；
伸缩油缸(112)，其包括设置于缸筒(1121)上并容置于活塞杆(1124)中的芯管(1122)；
第一油路L1，其连接于所述第一换向控制阀(111)的第一油口a1；
第二油路L2，其连接于所述第一换向控制阀(111)的第二油口a2；
第一单向阀(113)，其进油端与所述伸缩油缸(112)相连通；
第二单向阀(114)，其进油端与所述伸缩油缸(112)相连通；
第三油路L3，其一端与所述第一单向阀(113)的出油端及所述第二单向阀(114)的出油端相连通，另一端与电磁球阀(115)相连通；
蓄能器(116)，其设于所述第三油路L3上；
所述电磁球阀(115)通过所述回油油路L及第四油路L4与第二换向控制阀(117)及第三换向控制阀(118)相连通；
所述芯管(1122)通过所述回油油路L与第二换向控制阀(117)及第三换向控制阀(118)相连通；
所述第二换向控制阀(117)及第三换向控制阀(118)将所述回油油路L及所述第四油路L4有选择性地连接于臂销控制油缸(121)的有杆腔及无杆腔、缸销控制油缸(122)的有杆腔及无杆腔上。
2.根据权利要求1所述的单缸插销伸缩控制系统，其特征在于，还包括平衡阀(123)及方向控制阀(124)，所述平衡阀(123)设置于所述第二油路L2上，所述方向控制阀(124)的一个油口与所述平衡阀(123)相连接，另一个油口与所述第一油路L1相连接。
3.根据权利要求1或2所述的单缸插销伸缩控制系统，其特征在于，还包括第一液压锁(119)及第二液压锁(120)，所述第一液压锁(119)设置于所述臂销控制油缸(121)与所述第二换向控制阀(117)之间的液压油路上，所述第二液压锁(120)设置于所述缸销控制油缸(122)与所述第三换向控制阀(118)之间的液压油路上。
4.根据权利要求1或2所述的单缸插销伸缩控制系统，其特征在于，所述伸缩油缸(112)还包括缸筒(1121)，所述缸筒(1121)上开设有第一出油口c1、第二出油口c2及回油口c3，所述芯管(1122)固定在所述缸筒(1121)上并与所述回油口c3相连通，所述芯管(1122)通过回油油路L与所述第二换向控制阀(117)及所述第三换向控制阀(118)相连通，所述第一单向阀(113)的进油端与所述第一出油口c1相连通，所述第二单向阀(114)的进油端与所述第二出油口c2相连通。
5.根据权利要求4所述的单缸插销伸缩控制系统，其特征在于，所述伸缩油缸(112)还包括活塞(1123)，所述活塞(1123)套设在所述芯管(1122)上并活动地设置于所述缸筒(1121)中，所述活塞(1123)上开设有油路d，所述活塞杆(1124)固定在所述活塞(1123)上并与所述活塞(1123)之间形成有第一油腔e1、第二油腔e2及第三油腔e3，所述芯管(1122)容置于所述第一油腔e1中，所述第一油腔e1的一端开设有第一油口f1，所述第一油口f1通过泄油回路与油箱相连接，所述第二油腔e2的腔壁上开设有油口j，所述第二油腔e2通过所述油口j与所述第一出油口c1相连通，所述第二油腔e2的一端开设有第二油口f2，所述第二油口f2与所述第一油路L1相连通，所述第三油腔e3与所述油路d相连通，所述第三油腔e3的一端开设有第三油口f3，所述第三油口f3与所述平衡阀(123)相连通。
6.根据权利要求3所述的单缸插销伸缩控制系统，其特征在于，所述伸缩油缸(112)还包括缸筒(1121)，所述缸筒(1121)上开设有第一出油口c1、第二出油口c2及回油口c3，所述芯管(1122)固定在所述缸筒(1121)上并与所述回油口c3相连通，所述芯管(1122)通过回油油路L与所述第二换向控制阀(117)及所述第三换向控制阀(118)相连通，所述第一单向阀(113)的进油端与所述第一出油口c1相连通，所述第二单向阀(114)的进油端与所述第二出油口c2相连通。
7.根据权利要求6所述的单缸插销伸缩控制系统，其特征在于，所述伸缩油缸(112)还包括活塞(1123)及活塞杆(1124)，所述活塞(1123)套设在所述芯管(1122)上并活动地设置于所述缸筒(1121)中，所述活塞(1123)上开设有油路d，所述活塞杆(1124)固定在所述活塞(1123)上并与所述活塞(1123)之间形成有第一油腔e1、第二油腔e2及第三油腔e3，所述芯管(1122)容置于所述第一油腔e1中，所述第一油腔e1的一端开设有第一油口f1，所述第一油口f1通过泄油回路与油箱相连接，所述第二油腔e2的腔壁上开设有油口j，所述第二油腔e2通过所述油口j与所述第一出油口c1相连通，所述第二油腔e2的一端开设有第二油口f2，所述第二油口f2与所述第一油路L1相连通，所述第三油腔e3与所述油路d相连通，所述第三油腔e3的一端开设有第三油口f3，所述第三油口f3与所述平衡阀(123)相连通。
8.根据权利要求1所述的单缸插销伸缩控制系统，其特征在于，还包括第一溢流阀(126)及第二溢流阀(127)，所述第一溢流阀(126)与所述第一油路L1相连接，所述第二溢流阀(127)与所述第二油路L2相连接。
9.一种工程机械，其特征在于，所述工程机械包括如权利要求1-8中任一项所述的单缸插销伸缩控制系统。
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