CN102942115A - 船用液压回转吊变载控制装置及控制方法 - Google Patents
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本发明涉及液压起重机领域，尤其是一种控制吊臂不同变幅时的最大起吊载荷准确和维修方便且安全性较好的船用液压回转吊变载控制装置及控制方法。一种船用液压回转吊变载控制装置，包括与动力源连接的多路阀、双向液压马达、变幅油缸、带有刹车油缸且与双向液压马达传动连接的绞车、梭阀、第一平衡阀、第二平衡阀、上升限位阀和下降限位阀；船用液压回转吊变载控制装置还包括第一溢流阀、第二溢流阀、第三溢流阀、两个角度限位阀和与两个角度限位阀配合用于变载控制的限位挡块。该船用液压回转吊变载控制装置控制吊臂不同变幅时的最大起吊载荷准确和维修方便且安全性较好。该船用液压回转吊变载控制装置的控制方法为自动控制，方便可靠。
Description
技术领域
本发明涉及液压起重机领域，尤其是一种控制吊臂不同变幅时的最大起吊载荷准确和维修方便且安全性较好的船用液压回转吊变载控制装置及控制方法。
背景技术
电动回转吊机在最大和最小跨幅时的额定起吊载荷不变，常见的汽车吊它在不同跨幅时，最大起升载荷随跨幅的增大而减小；汽车吊通过变载控制装置控制不同变幅时的最大起吊载荷，汽车吊变载控制装置包括装在吊臂上的角度传感器和力矩传感器组合及与角度传感器和力矩传感器电连接的控制器，也就是说目前常见的汽车吊基本上是采用“纯电比例控制+PLC”或“手动比例控制+PLC”,但不管哪种，均带有PLC程序控制，实现不同变幅时对于各个相关回路压力的比例控制，从而实现不同跨幅下的不同最大载荷的限制；船用液压回转吊是船上广泛应用的起重设备，因船在波浪作用下会发生摆动，液压回转吊会随船一起摆动，因环境比较特殊，对于一般的液压回转吊一般要求控制简单和操作简单，故多采用纯手动比例控制，不带PLC等控制；目前由于没有适合船用液压回转吊的变载控制装置，常用汽车吊变载控制装置来代替，存在控制吊臂不同变幅时的最大起吊载荷不准确和维修困难且从液压回转吊塔身上电安全性较差的不足；因此，设计一种控制吊臂不同变幅时的最大起吊载荷准确和维修方便且安全性较好的船用液压回转吊变载控制装置及控制方法，成为亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是为了克服目前由于没有适合船用液压回转吊的变载控制装置，常用汽车吊变载控制装置来代替，存在控制吊臂不同变幅时的最大起吊载荷不准确和维修困难且从液压回转吊筒体上电安全性较差的不足，提供一种控制吊臂不同变幅时的最大起吊载荷准确和维修方便且安全性较好的船用船用液压回转吊变载控制装置及控制方法。
本发明的具体技术方案是：
一种船用液压回转吊变载控制装置，包括与动力源连接的多路阀、双向液压马达、变幅油缸、带有刹车油缸且与双向液压马达传动连接的绞车、梭阀、第一平衡阀、第二平衡阀、上升限位阀和下降限位阀；双向液压马达的一个进口与多路阀的绞车升降联的A1端连接，双向液压马达的另一个进口通过第一平衡阀与绞车升降联的B1端连接；梭阀的两个进口分别与双向液压马达的两个进口连接，梭阀的出口与刹车油缸连接；多路阀的吊臂变幅联的A2端与变幅油缸的有杆腔连接，吊臂变幅联的B2端通过第二平衡阀与变幅油缸的无杆腔连接；所述的多路阀为负载敏感比例多路阀；下降限位阀与绞车升降联的吊机下降所对应的外部液控负载信号接口U1连接，上升限位阀与多路阀的绞车升降联的吊机上升所对应的外部液控负载信号接口W1连接；所述的船用液压回转吊变载控制装置还包括第一溢流阀、第二溢流阀、第三溢流阀、两个与液压回转吊的塔身固定连接的角度限位阀和与两个角度限位阀配合用于变载控制且与液压回转吊的吊臂固定连接的限位挡块；第一溢流阀的C1口与绞车升降联的外部液控负载信号接口W1连接；第二溢流阀的C2口与多路阀的吊臂变幅联的变幅上所对应的外部液控负载信号接口W2连接；第三溢流阀的C3口与变幅上所对应的外部液控负载信号接口U2连接，第三溢流阀的D口与变幅油缸的无杆腔连接；第一溢流阀的E1口和第二溢流阀的E2口分别与一个角度限位阀连接，第三溢流阀的E3口与另一个角度限位阀连接。该船用液压回转吊变载控制装置控制吊臂不同变幅时的最大起吊载荷准确且安全性较好。
作为优选，所述的两个角度限位阀横向并列；所述的限位挡块设有与吊臂的回转轴线同轴的圆弧面；所述的吊臂运行在跨幅较大的轻载段时，圆弧面压住两个角度限位阀的限位触头，吊臂运行在跨幅较小的重载段时，两个角度限位阀的限位触头与圆弧面脱离。限位挡块的圆弧面与两个角度限位阀配合控制变载结构简单可靠。
作为优选，所述的圆弧面所对应的圆心角圆心角为25度至45度。使吊臂的变载转角与跨幅较大的轻载段和跨幅较小的重载段之间的变载位置相符合。
作为优选，所述的限位挡块设有上端边与圆弧面的下端边连接的导向斜面。导向斜面使角度限位阀的限位触头不易损坏。
所述的船用液压回转吊变载控制装置的控制方法：
利用吊臂的变幅角度对轻载段和重载段两种载荷的变幅区域进行控制；
（1）通过外部液控负载信号接口U1或外部液控负载信号接口W1的先导功能控制绞车升降联的A1端或B1端的压力实现负载敏感控制，第一溢流阀的设定压力低于B1端的在额定重载荷情况下的设定压力，通过调整第一溢流阀的压力可以设定B1端的对应压力，从而实现绞车起升的轻负载限制；
（2）通过外部液控负载信号接口U2或外部液控负载信号接口W2的先导功能控制吊臂变幅联的A2端或B2端的压力实现负载敏感控制，第二溢流阀的设定压力低于B2端的压力；变幅油缸变幅上时通过调整第二溢流阀的压力可以设定B2端的对应压力，实现变幅油缸的负载限制，变幅油缸变幅下时，因B2端通过第二平衡阀与变幅油缸的无杆腔连接，需要通过无杆腔的压力来液控第三溢流阀并实现变幅油缸的负载限制；
（3）吊臂运行在跨幅较大的轻载段时，两个角度限位阀的限位触头均被限位挡块的圆弧面压住使两个角度限位阀处于开通状态，因第一溢流阀和第二溢流阀的设定压力低于多路阀的绞车升降联和吊臂变幅联自带的内控溢流阀的设定压力，此时，负载信号接口W1或外部液控负载信号接口U2或外部液控负载信号接口W2的压力均将由对应的第一溢流阀或第二溢流阀或第三溢流阀的设定压力来决定；此时对于变幅下回路中，有杆腔的压力由第二溢流阀的设定压力来决定，而第三溢流阀为液控型溢流阀，其开启控制由无杆腔的压力来控制，在按照负载设定好第三溢流阀的压力后，当变幅油缸无杆腔压力大于第三溢流阀设定的压力时则第三溢流阀将开启，使得外部液控负载信号接口U1压力卸载，对变幅油缸而言，不能继续变幅下，只能变幅上，对变幅油缸和吊臂等起到安全保护作用；
（4）吊臂运行在跨幅较小的重载段时，两个角度限位阀的限位触头均与圆弧面脱离，两个角度限位阀均处于关闭状态；第一溢流阀、第二溢流阀和第三溢流阀的出油回路被切断，此时外部液控负载信号接口U1或外部液控负载信号接口W1或外部液控负载信号接口U2或外部液控负载信号接口W2的压力均由多路阀各个支路自带溢流阀设定的压力决定。
船用液压回转吊变载控制装置的控制方法为自动控制，方便可靠，制造和维修成本低。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：一．该船用液压回转吊变载控制装置控制吊臂不同变幅时的最大起吊载荷准确和维修方便且安全性较好。二．限位挡块的圆弧面与两个角度限位阀配合控制变载结构简单可靠。三．圆弧面所对应的圆心角圆心角为25度至45度，使吊臂的变载转角与跨幅较大的轻载段和跨幅较小的重载段之间的变载位置相符合。四. 导向斜面使角度限位阀的限位触头不易损坏。五. 船用液压回转吊变载控制装置的控制方法为自动控制，方便可靠。六.制造和维修成本低，原理简单实用，整体控制效果较好。
附图说明
图1是本发明的一种液压油路示意图；
图2是本发明的一种结构示意图；
图3是本发明的跨幅载荷控制曲线示意图。
图中：动力源-1、双向液压马达-2、多路阀-3、绞车升降联-31、吊臂变幅联-32、变幅油缸-4、有杆腔-41、无杆腔-42、第一溢流阀-5、第二溢流阀-6、第三溢流阀-7、角度限位阀-8、限位挡块-9、圆弧面-91、导向斜面-92、塔身-10、刹车油缸-11、绞车-12、梭阀-13、第一平衡阀-14、第二平衡阀-15、上升限位阀-16、下降限位阀-17、吊臂-18、轻载段-19、重载段-20。
具体实施方式
下面结合附图所示对本发明进行进一步描述。
如附图1、附图2、附图3所示（附图3中的横坐标为垮幅坐标，纵坐标为载荷坐标）：一种船用液压回转吊变载控制装置，包括与动力源1连接的多路阀3、双向液压马达2、变幅油缸4、带有刹车油缸11且与双向液压马达2传动连接的绞车12、梭阀13、第一平衡阀14、第二平衡阀15、上升限位阀16、下降限位阀17、第一溢流阀5、第二溢流阀6、第三溢流阀7、两个与液压回转吊的塔身10螺钉连接的角度限位阀8和与两个角度限位阀8配合用于变载控制且与液压回转吊的吊臂18螺钉连接的限位挡块9；多路阀3具有绞车升降联31和吊臂变幅联32；双向液压马达2的一个进口与多路阀3的绞车升降联31的A1端连接，双向液压马达2的另一个进口通过第一平衡阀14与绞车升降联31的B1端连接；梭阀13的两个进口分别与双向液压马达2的两个进口连接，梭阀13的出口与刹车油缸11连接；多路阀3的吊臂变幅联32的A2端与变幅油缸4的有杆腔41连接，吊臂变幅联32的B2端通过第二平衡阀15与变幅油缸4的无杆腔42连接；所述的多路阀3为负载敏感比例多路阀；下降限位阀17与绞车升降联31的吊机下降所对应的外部液控负载信号接口U1连接，上升限位阀16与多路阀3的绞车升降联31的吊机上升所对应的外部液控负载信号接口W1连接；第一溢流阀5的C1口与绞车升降联31的外部液控负载信号接口W1连接；第二溢流阀6的C2口与多路阀3的吊臂变幅联32的变幅上所对应的外部液控负载信号接口W2连接；第三溢流阀7的C3口与变幅上所对应的外部液控负载信号接口U2连接，第三溢流阀7的D口与变幅油缸4的无杆腔42连接；第一溢流阀5的E1口和第二溢流阀6的E2口分别与一个角度限位阀8连接，第三溢流阀7的E3口与另一个角度限位阀8连接。
所述的两个角度限位阀8横向并列；所述的限位挡块9具有与吊臂18的回转轴线同轴的圆弧面91；所述的吊臂18运行在跨幅较大的轻载段19时，圆弧面91压住两个角度限位阀8的限位触头，吊臂18运行在跨幅较小的重载段20时，两个角度限位阀8的限位触头与圆弧面91脱离。
所述的圆弧面91所对应的圆心角为35度。
所述的限位挡块9具有上端边与圆弧面91的下端边连接的导向斜面92。
船用液压回转吊变载控制装置的控制方法，利用吊臂18的变幅角度对轻载段19和重载段20两种载荷的变幅区域进行控制；
（1）通过外部液控负载信号接口U1或外部液控负载信号接口W1的先导功能控制绞车升降联的A1端或B1端的压力实现负载敏感控制，第一溢流阀的设定压力低于B1端的在额定重载荷情况下的设定压力，通过调整第一溢流阀的压力可以设定B1端的对应压力，从而实现绞车起升的轻负载限制；
（2）通过外部液控负载信号接口U2或外部液控负载信号接口W2的先导功能控制吊臂变幅联的A2端或B2端的压力实现负载敏感控制，第二溢流阀的设定压力低于B2端的压力；变幅油缸变幅上时通过调整第二溢流阀的压力可以设定B2端的对应压力，实现变幅油缸的负载限制，变幅油缸变幅下时，因B2端通过第二平衡阀与变幅油缸的无杆腔连接，需要通过无杆腔的压力来液控第三溢流阀并实现变幅油缸的负载限制；
（3）吊臂运行在跨幅较大的轻载段时，两个角度限位阀的限位触头均被限位挡块的圆弧面压住使两个角度限位阀处于开通状态，因第一溢流阀和第二溢流阀的设定压力低于多路阀的绞车升降联和吊臂变幅联自带的内控溢流阀的设定压力（注：第一溢流阀、第二溢流阀和第三溢流阀的压力由变载中额定轻载荷来设定，而多路阀绞车升降联和吊臂变幅联自带的内控溢流阀压力设定是按照变载中重额定载荷来设定），此时，负载信号接口W1或外部液控负载信号接口U2或外部液控负载信号接口W2的压力均将由对应的第一溢流阀或第二溢流阀或第三溢流阀的设定压力来决定；此时对于变幅下回路中，有杆腔的压力由第二溢流阀的设定压力来决定，而第三溢流阀为液控型溢流阀，其开启控制由无杆腔的压力来控制，在按照负载设定好第三溢流阀的压力后，当变幅油缸无杆腔压力大于第三溢流阀设定的压力时则第三溢流阀将开启，使得外部液控负载信号接口U1压力卸载，对变幅油缸而言，不能继续变幅下，只能变幅上，对变幅油缸和吊臂等起到安全保护作用；
（4）吊臂运行在跨幅较小的重载段时，两个角度限位阀的限位触头均与圆弧面脱离，两个角度限位阀均处于关闭状态；第一溢流阀、第二溢流阀和第三溢流阀的出油回路被切断，此时外部液控负载信号接口U1或外部液控负载信号接口W1或外部液控负载信号接口U2或外部液控负载信号接口W2的压力均由多路阀各个支路自带溢流阀设定的压力决定。
本发明的有益效果是：该船用液压回转吊变载控制装置控制吊臂不同变幅时的最大起吊载荷准确和维修方便且安全性较好。限位挡块的圆弧面与两个角度限位阀配合控制变载结构简单可靠。圆弧面所对应的圆心角圆心角为35度，使吊臂的变载转角与跨幅较大的轻载段和跨幅较小的重载段之间的变载位置相符合。导向斜面使角度限位阀的限位触头不易损坏。船用液压回转吊变载控制装置的控制方法为自动控制，方便可靠。
本发明可改变为多种方式对本领域的技术人员是显而易见的，这样的改变不认为脱离本发明的范围。所有这样的对所述领域的技术人员显而易见的修改，将包括在本权利要求的范围之内。
Claims (5)
1. 一种船用液压回转吊变载控制装置，包括与动力源连接的多路阀、双向液压马达、变幅油缸、带有刹车油缸且与双向液压马达传动连接的绞车、梭阀、第一平衡阀、第二平衡阀、上升限位阀和下降限位阀；双向液压马达的一个进口与多路阀的绞车升降联的A1端连接，双向液压马达的另一个进口通过第一平衡阀与绞车升降联的B1端连接；梭阀的两个进口分别与双向液压马达的两个进口连接，梭阀的出口与刹车油缸连接；多路阀的吊臂变幅联的A2端与变幅油缸的有杆腔连接，吊臂变幅联的B2端通过第二平衡阀与变幅油缸的无杆腔连接；其特征是：所述的多路阀为负载敏感比例多路阀；下降限位阀与绞车升降联的吊机下降所对应的外部液控负载信号接口U1连接，上升限位阀与多路阀的绞车升降联的吊机上升所对应的外部液控负载信号接口W1连接；所述的船用液压回转吊变载控制装置还包括第一溢流阀、第二溢流阀、第三溢流阀、两个与液压回转吊的塔身固定连接的角度限位阀和与两个角度限位阀配合用于变载控制且与液压回转吊的吊臂固定连接的限位挡块；第一溢流阀的C1口与绞车升降联的外部液控负载信号接口W1连接；第二溢流阀的C2口与多路阀的吊臂变幅联的变幅上所对应的外部液控负载信号接口W2连接；第三溢流阀的C3口与变幅上所对应的外部液控负载信号接口U2连接，第三溢流阀的D口与变幅油缸的无杆腔连接；第一溢流阀的E1口和第二溢流阀的E2口分别与一个角度限位阀连接，第三溢流阀的E3口与另一个角度限位阀连接。
2.权利要求1所述的船用液压回转吊变载控制装置的控制方法，其特征是：
利用吊臂的变幅角度对轻载段和重载段两种载荷的变幅区域进行控制；
（1）通过外部液控负载信号接口U1或外部液控负载信号接口W1的先导功能控制绞车升降联的A1端或B1端的压力实现负载敏感控制，第一溢流阀的设定压力低于B1端的在额定重载荷情况下的设定压力，通过调整第一溢流阀的压力可以设定B1端的对应压力，从而实现绞车起升的轻负载限制；
（2）通过外部液控负载信号接口U2或外部液控负载信号接口W2的先导功能控制吊臂变幅联的A2端或B2端的压力实现负载敏感控制，第二溢流阀的设定压力低于B2端的压力；变幅油缸变幅上时通过调整第二溢流阀的压力可以设定B2端的对应压力，实现变幅油缸的负载限制，变幅油缸变幅下时，因B2端通过第二平衡阀与变幅油缸的无杆腔连接，需要通过无杆腔的压力来液控第三溢流阀并实现变幅油缸的负载限制；
（3）吊臂运行在跨幅较大的轻载段时，两个角度限位阀的限位触头均被限位挡块的圆弧面压住使两个角度限位阀处于开通状态，因第一溢流阀和第二溢流阀的设定压力低于多路阀的绞车升降联和吊臂变幅联自带的内控溢流阀的设定压力，此时，负载信号接口W1或外部液控负载信号接口U2或外部液控负载信号接口W2的压力均将由对应的第一溢流阀或第二溢流阀或第三溢流阀的设定压力来决定；此时对于变幅下回路中，有杆腔的压力由第二溢流阀的设定压力来决定，而第三溢流阀为液控型溢流阀，其开启控制由无杆腔的压力来控制，在按照负载设定好第三溢流阀的压力后，当变幅油缸无杆腔压力大于第三溢流阀设定的压力时则第三溢流阀将开启，使得外部液控负载信号接口U1压力卸载，对变幅油缸而言，不能继续变幅下，只能变幅上，对变幅油缸和吊臂等起到安全保护作用；
（4）吊臂运行在跨幅较小的重载段时，两个角度限位阀的限位触头均与圆弧面脱离，两个角度限位阀均处于关闭状态；第一溢流阀、第二溢流阀和第三溢流阀的出油回路被切断，此时外部液控负载信号接口U1或外部液控负载信号接口W1或外部液控负载信号接口U2或外部液控负载信号接口W2的压力均由多路阀各个支路自带溢流阀设定的压力决定。
3.根据权利要求1所述的船用液压回转吊变载控制装置，其特征是：所述的两个角度限位阀横向并列；所述的限位挡块设有与吊臂的回转轴线同轴的圆弧面；所述的吊臂运行在跨幅较大的轻载段时，圆弧面压住两个角度限位阀的限位触头，吊臂运行在跨幅较小的重载段时，两个角度限位阀的限位触头与圆弧面脱离。
4.根据权利要求3所述的船用液压回转吊变载控制装置，其特征是：所述的圆弧面所对应的圆心角圆心角25度至45度。
5.根据权利要求3或4所述的船用液压回转吊变载控制装置的控制方法，其特征是：所述的限位挡块设有上端边与圆弧面的下端边连接的导向斜面。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: No.1, building 2, No.168, Chunxiao Yonghe Road, Beilun District, Ningbo City, Zhejiang Province Patentee after: Ningbo Kairong new energy Co., Ltd Address before: 315806 No. 86 mould Road, Beilun New District, Zhejiang, Ningbo Patentee before: NINGBO KAIRONG SHIP MACHINERY Co.,Ltd. |
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| CP03 | Change of name, title or address |