CN103010960B - 起重机及其超起卷扬收绳的控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种起重机及其超起卷扬收绳的控制系统，控制系统包括设置于超起卷扬上的绳档，所述绳档活动连接于所述超起卷扬上；所述控制系统还包括驱动所述绳档自所述卷扬外侧向内侧移动的驱动部件。本发明提供的超起卷扬收绳的控制系统，其绳档能够自超起卷扬外侧向内侧移动，当超起装置的工况变化时，可以控制驱动部件驱动绳档滑动，而且，控制驱动部件驱动力的大小即可改变绳档对钢丝绳的作用力的大小，从而使得绳档能够在任意合适的位置对钢丝绳施加使钢丝绳顺利进入绳槽的作用力，实现整齐盘绳。可见，该控制系统能够随超起装置工况的变化调整绳档的位置和作用力，从而有效避免超起卷扬收绳时的爬绳、乱绳现象。

Description

起重机及其超起卷扬收绳的控制系统

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别涉及一种起重机及其超起卷扬收绳的控制系统。

背景技术

起重机，尤其是超大吨位全地面起重机，普遍配备超起装置，超起装置能够有效提高起重机吊重量。其原因在于，超起装置能够减小吊臂的挠度，且在一定程度上减小了吊臂的旁弯。

如图1所示，图1为超起装置设置于主臂上的结构示意图。

超起装置主要包括超起支架、两超起臂12、超起卷扬14、超起锁止装置等。超起卷扬14还配备有超起马达，超起马达的起升油口进油时，超起马达可以驱动超起卷扬14收绳。

在收绳过程中，超起卷扬14经常出现爬绳、乱绳的现象，所谓爬绳、乱绳是指超起卷扬14的钢丝绳13通过超起卷扬马达将外部钢丝绳13收入卷筒内部时无法整齐的排列、无法正确的落入绳槽内的现象。如图2-3所示，图2为钢丝绳单侧堆积的结构示意图，该图即展示了钢丝绳13缠绕在超起卷扬14的卷筒141时产生的爬绳现象，图3为钢丝绳缠绕混乱的结构示意图，该图即展示了乱绳现象。从图2-3中可以看出，爬绳和乱绳主要发生于超起卷扬14的外侧，靠近两超起臂12之间的即内侧，相反侧则为外侧。爬绳、乱绳现象主要与以下几个方面相关：

a、是否带有翼型支架；

b、两超起臂12展开角度；

c、主臂11伸出臂长；

d、主臂11回缩速度。

为了解决爬绳、乱绳的现象，现有技术中在外侧增加固定绳档15，如图4所示，图4为图1中A部位的局部放大示意图。钢丝绳13无论自外侧向内侧缠绕还是自内侧向外侧缠绕，由于超起臂12有张角，钢丝绳13必然受到外撇的力，即受到向外侧的侧向力，该侧向力导致由外向内绕绳时，钢丝绳13在外侧会发生单侧堆积，在外侧设置绳档15可以在一定程度上阻止钢丝绳13的单侧堆积，但仍然存在下述技术问题：

绳档15设置于超起卷扬14的外侧，调节功能单一，上述a、b、c、d几个方面均是随工况不断变化的，固定的绳档15无法适应该种变化，故调整盘绳的效果并不理想；

有鉴于此，如何使绳档能够适应超起工况变化，以提高防止超起卷扬钢丝绳爬绳、乱绳的效果，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的为提供一种起重机及其超起卷扬收绳的控制系统。该控制系统能够使绳档适应超起工况的变化，有效避免超起卷扬在收绳过程中产生的爬绳、乱绳现象。

本发明提供的超起卷扬收绳的控制系统，包括设置于超起卷扬上的绳档，所述绳档活动连接于所述超起卷扬上；所述控制系统还包括驱动所述绳档自所述超起卷扬外侧向内侧移动的驱动部件。

优选地，所述驱动部件为控制油缸；所述控制油缸的液压源为超起马达的起升油口；所述控制油缸具有第一腔和第二腔，所述起升油口的压力油进入所述第一腔时，所述控制油缸驱动所述绳档自所述超起卷扬外侧向内侧移动。

优选地，还设有减压阀，所述减压阀的进油口连通所述起升油口，所述减压阀的出油口连通所述控制油缸的第一腔，且所述减压阀的出油口至所述控制油缸的第二腔的通路上设有第一换向阀；

所述第一换向阀处于第一工作位置时，所述第二腔连通回油路；所述第一换向阀处于第二工作位置时，所述第二腔连通所述减压阀的出油口。

优选地，还包括第二换向阀，所述第二换向阀处于第一工作位置时，所述第一腔连通所述减压阀的出油口，所述第二腔通过所述第一换向阀连通回油路或所述减压阀的出油口；所述第二腔连通所述减压阀的出油口，所述第一腔通过所述第一换向阀连通回油路或所述减压阀的出油口。

优选地，所述减压阀的出油口与回油路之间设有溢流阀，所述溢流阀的设定值大于所述减压阀的设定值。

优选地，所述溢流阀的设定值高于所述减压阀的设定值的20％～30％。

优选地，所述第一腔和所述第二腔之间具有连接油路，且所述连接油路上设有节流口。

优选地，所述控制油缸一端固定于所述超起卷扬的外侧，另一端连接所述绳档；所述第一腔和所述第二腔分别为所述控制油缸的无杆腔和有杆腔。

优选地，所述绳档滑动连接于所述超起卷扬上，所述驱动部件驱动所述绳档自超起卷扬外侧向内侧滑动。

本发明提供的超起卷扬收绳的控制系统，其绳档能够自超起卷扬外侧向内侧滑动，当超起装置的工况变化时，可以控制驱动部件驱动绳档自超起卷扬外侧向内侧移动，而且，控制驱动部件驱动力的大小即可改变绳档对钢丝绳的作用力的大小，从而使得绳档能够在任意合适的位置对钢丝绳施加使钢丝绳顺利进入绳槽的作用力，实现整齐盘绳。可见，该控制系统能够随超起装置工况的变化调整绳档的位置和作用力，从而有效避免超起卷扬收绳时的爬绳、乱绳现象。

本发明还提供一种起重机，包括主臂和设置于主臂上的超起，还包括如上述任一项所述的超起卷扬收绳的控制系统。由于上述控制系统具有上述技术效果，具有该控制系统的起重机也具有相同的技术效果。

附图说明

图1为超起装置设置于主臂上的结构示意图；

图2为钢丝绳单侧堆积的结构示意图；

图3为钢丝绳缠绕混乱的结构示意图；

图4为图1中A部位的局部放大示意图；

图5为本发明所提供超起卷扬收绳的控制系统一种具体实施方式的结构示意图；

图6为本发明所提供超起卷扬收绳的控制系统一种具体实施方式的液压原理图。

图1-4中：

11主臂、12超起臂、13钢丝绳、14超起卷扬、141卷筒、15绳档；

图5-6中：

21超起卷扬、211滑轨、22钢丝绳、23绳档、24控制油缸、25减压阀、26第一换向阀、27节流口、28第二换向阀、29溢流阀、P进油口、T回油口。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图5，图5为本发明所提供超起卷扬收绳的控制系统一种具体实施方式的结构示意图。

该实施例中超起卷扬收绳的控制系统包括设置于超起卷扬21上的绳档23，如图5所示，绳档23设置于钢丝绳22的伸出侧，以便绳档23接触钢丝绳22，对钢丝绳22施力。另外，绳档23滑动连接于超起卷扬21上，图5中，在超起卷扬21上设置了滑轨211，绳档23的端部能够沿该滑轨211滑动，滑动的方向为自超起卷扬21的外侧滑向内侧，相当于滑动方向垂直于卷筒轴向。还设置了驱动绳档23滑动的驱动部件，图5中的驱动部件为控制油缸24，可以想到，该驱动部件也可以是电机、气缸等常规的结构件，控制油缸24的设置成本低、易于控制。控制油缸24能够推动或是拉动绳档23自超起卷扬21外侧向内侧滑动。该实施例中，将控制油缸24的一端固定于超起卷扬21的外侧，另一端连接绳档23，则控制油缸24的活塞杆伸出时，推动绳档23自外侧向内侧滑动。

该实施例中，绳档23能够自超起卷扬21外侧向内侧滑动，当超起装置的工况变化时，可以控制如上所述的控制油缸24等驱动部件驱动绳档23滑动，而且，控制驱动部件驱动力的大小即可改变绳档23对钢丝绳22的作用力的大小，从而使得绳档23能够在任意合适的位置对钢丝绳22施加使钢丝绳22顺利进入绳槽的作用力，实现整齐盘绳。可见，该实施例的控制系统能够随超起装置工况的变化调整绳档23的位置和作用力，从而有效避免超起卷扬21收绳时的爬绳、乱绳现象。

控制油缸24的液压源具体可以是超起马达的起升油口；控制油缸24具有第一腔和第二腔，第一腔和第二腔分别是无杆腔、有杆腔，或分别是有杆腔、无杆腔；且起升油口的压力油进入第一腔时，控制油缸24驱动绳档23自超起卷扬21外侧向内侧滑动。起升油口的压力油能够进入第一腔，则起升油口处于高压，相应地，超起卷扬21处于收绳状态，即超起卷扬21收绳时，压力油进入控制油缸24驱动绳档23滑动，超起卷扬21未收绳时，控制油缸24丧失压力油源，不再驱动绳档23滑动。因此，将起升油口作为控制油缸24的油源，一方面，运用了超起装置自身的动力，简化系统布置；另一方面，通过超起卷扬21收放绳过程中起升油口的压力变化自动控制绳档23仅在收绳时滑动，以防止爬绳、乱绳，避免了能量损耗。

控制油缸24和绳档23的具体配合过程如下：绳档23在钢丝绳22自外侧向内侧缠绕时由控制油缸24驱动向内滑动，以平衡钢丝绳22所受的侧向力，防止钢丝绳22在外侧发生单侧堆积现象；钢丝绳22自内侧向外侧缠绕时，控制油缸24可以在钢丝绳22外力作用下缩回，相应地，绳档23也缩回。可见，控制油缸24的设置使得绳档23在有外向内的绕绳过程中，可以始终提供平衡钢丝绳22侧向力的平衡力，以避免单侧堆积，确保盘绳的整齐。

还可以设置减压阀25，请参考图6，图6为本发明所提供超起卷扬收绳的控制系统一种具体实施方式的液压原理图。

减压阀25的进油口连通起升油口，减压阀25的出油口连通控制油缸24的第一腔，即起升油口的压力油能够自减压阀25流至第一腔，图6中，第一腔为控制油缸24的无杆腔。由减压阀25的工作原理可知，可以设定减压阀25出油口的最大压力，当负载压力(即起升油口压力)超出该设定值时，减压阀25以设定值输出压力油。另外，减压阀25的出油口至控制油缸24的第二腔的通路上还设有第一换向阀26。第一换向阀26处于第一工作位置时，第二腔连通回油路；第一换向阀26处于第二工作位置时，第二腔也与减压阀25的出油口连通。如图6所示，第一换向阀26为二通电磁阀，电磁阀失电时，位于左位，减压阀25的出油口仅连通无杆腔；电磁阀得电时，位于右位，减压阀25的出油口同时连通控制油缸24的无杆腔和有杆腔。

设置减压阀25和第一换向阀26后，控制油缸24输出的用于驱动绳档23的压力状态如下表所示：

表1

从表1可以看出，负载压力、减压阀25设定压力以及第一换向阀26的工作位置切换，可以形成四组控制油缸24输出压力的压力组合，即实现四级压力调控，其中，两级压力与负载自动适应，即输出压力随负载压力变化而变化，可见，采用控制油缸24作为驱动绳档23滑动的驱动部件，可以实现驱动力与工况的自动匹配；另外两级压力限制驱动绳档23的导向力的最大值。则控制油缸24的输出压力能够较好地适应不同工况下的需求，使得绳档23的滑动能够随工况的变化而随动调整，以确保收绳效果更好。

对于上述实施例，还可以进一步改进，可以继续参考图6，该系统还包括第二换向阀28，第二换向阀28处于第一工作位置时，第一腔连通减压阀25的出油口，第二腔通过第一换向阀26连通减压阀25的出油口或回油路；第二换向阀28处于第二工作位置时，第一腔通过第一换向阀26连通减压阀25的出油口或回油路，第二腔连通减压阀25的出油口。同样，图6中第一腔为无杆腔，第二换向阀28为电磁阀，该电磁阀失电时，减压阀25的出油口连通无杆腔，有杆腔连接至第一换向阀26；该电磁阀得电时，减压阀25的出油口连接至有杆腔，无杆腔连接至第一换向阀26。此时，控制油缸24输出的用于驱动绳档23的压力状态如下表所示：

表2

从表2可以看出，负载压力、减压阀25设定压力以及第一换向阀26、第二换向阀28工作位置切换，可以形成八组控制油缸24输出压力的压力组合，则控制油缸24的输出压力的调节更为灵活。另外，在特殊工况下，钢丝绳22自内侧向外侧盘时，控制油缸24可能无法在外力作用下缩回，比如，钢丝绳22推动控制油缸24时可能因为方位倾斜而产生一定的径向力，导致控制油缸24缩回摩擦力较大，此时，钢丝绳22在控制油缸24的压力下也无法正常返回。设置第二换向阀28后，可以将压力油引至有杆腔，使控制油缸24缩回，以确保钢丝绳22能够顺利折返，即第二换向阀28可以作为一种应急装置使用，图6中，第二换向阀28在通常情况下均处于失电状态。

需要说明的是，上述第一换向阀26和第二换向阀28均采用了电磁阀，实际上，也可以采用其他具有换向功能的阀体，比如液动阀，当然，电磁阀在这里更易于布置和控制。

对于上述各实施例，还可以在减压阀25的出油口与回油路之间设置溢流阀29，且溢流阀29的设定值大于减压阀25的设定值，以保证起升油口压力油压力在不大于溢流阀29设定值的情况下，能够顺利流至控制油缸24处；油压大于溢流阀29设定值时，部分压力油能够通过溢流阀29回流，对系统起到限压保护作用。在此，可以使溢流阀29的设定值高于减压阀25设定值的20％～30％，实现油路压力调控的最优化。

另外，上述各实施例中，第一腔和第二腔之间具有连接油路，且连接油路上设有节流口27。按照该种方式设置后，当负载压力波动时，节流口27可以消除该波动，即能够提高控制油缸24的阻尼比，从而消除钢丝绳22颤动对控制油缸24的影响，以更好地驱动绳档23滑动。

上述实施例中，将控制油缸24一端固定于超起卷扬21的外侧，另一端连接绳档23，图5中，控制油缸24的缸筒连接于外侧，活塞杆连接绳档23，反之设置也是可以的。且与起升油口连通的第一腔为无杆腔，第二腔为有杆腔，则活塞杆伸出的过程中能够推动绳档23自外侧向内侧滑动。可以想到，也可以相反设置，即控制油缸24的一端固定于超起卷扬21内侧，另一端连接绳档23，且与起升油口连通的第一腔为有杆腔，则活塞杆缩回的过程中能够拉动绳档23自外侧向内侧滑动，同样可以起到驱动绳档23滑动的作用。

实际上，相较于背景技术，要实现较好的盘绳效果，绳档23能够移动即可，故绳档23也并不需要限制于滑动连接于超起卷扬21上，可以想到，绳档23只要与卷扬21活动连接，而驱动部件能够驱动绳档21自超起卷扬21外侧向内侧移动即可，比如绳档23可以滚动连接、或插接于超起卷扬21上。当然，滑动连接为较为可靠且稳定的连接方式，能够确保绳档23能够起到防止钢丝绳22爬绳、乱绳。

除了上述控制系统，本发明还提供一种起重机，包括主臂和设置于主臂上的超起，还包括如上述任一实施例所述的超起卷扬21收绳的控制系统。起重机的其余结构可以参考现有技术理解。由于上述控制系统具有上述技术效果，具有该控制系统的起重机也具有相同的技术效果，此处不再赘述。

以上对本发明所提供的一种起重机及其超起卷扬收绳的控制系统均进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种超起卷扬收绳的控制系统，包括设置于超起卷扬上的绳档，其特征在于，所述绳档活动连接于所述超起卷扬上；所述控制系统还包括驱动所述绳档自所述超起卷扬外侧向内侧移动的驱动部件；所述驱动部件为控制油缸；所述控制油缸的液压源为超起马达的起升油口；所述控制油缸具有第一腔和第二腔，所述起升油口的压力油进入所述第一腔时，所述控制油缸驱动所述绳档自所述超起卷扬外侧向内侧移动。

2.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，还设有减压阀，所述减压阀的进油口连通所述起升油口，所述减压阀的出油口连通所述控制油缸的第一腔，且所述减压阀的出油口至所述控制油缸的第二腔的通路上设有第一换向阀；

所述第一换向阀处于第一工作位置时，所述第二腔连通回油路；所述第一换向阀处于第二工作位置时，所述第二腔连通所述减压阀的出油口。

3.如权利要求2所述的控制系统，其特征在于，还包括第二换向阀，所述第二换向阀处于第一工作位置时，所述第一腔连通所述减压阀的出油口，所述第二腔通过所述第一换向阀连通回油路或所述减压阀的出油口；所述第二换向阀处于第二工作位置时，所述第二腔连通所述减压阀的出油口，所述第一腔通过所述第一换向阀连通回油路或所述减压阀的出油口。

4.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述减压阀的出油口与回油路之间设有溢流阀，所述溢流阀的设定值大于所述减压阀的设定值。

5.如权利要求4所述的控制系统，其特征在于，所述溢流阀的设定值高于所述减压阀的设定值的20％～30％。

6.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述第一腔和所述第二腔之间具有连接油路，且所述连接油路上设有节流口。

7.如权利要求1-6任一项所述的超起卷扬收绳的控制系统，其特征在于，所述控制油缸一端固定于所述超起卷扬的外侧，另一端连接所述绳档；所述第一腔和所述第二腔分别为所述控制油缸的无杆腔和有杆腔。

8.如权利要求1-6任一项所述的超起卷扬收绳的控制系统，其特征在于，所述绳档滑动连接于所述超起卷扬上，所述驱动部件驱动所述绳档自超起卷扬外侧向内侧滑动。

9.一种起重机，包括主臂和设置于主臂上的超起，其特征在于，还包括如权利要求1-8任一项所述的超起卷扬收绳的控制系统。