CN103030081B - 制动控制装置以及起重机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制动控制装置以及起重机，涉及工程机械技术领域。解决了现有技术存在制动油缸的制动容腔回油背压太大的技术问题。该制动控制装置包括制动油缸、控制阀以及旁通油路，其中：制动油缸的制动容腔上的回油口与油箱之间通过控制阀相连，控制阀处于第一状态时制动油缸的制动容腔上的回油口与油箱之间的油路通过控制阀连通，控制阀处于第二状态时制动油缸的制动容腔上的回油口与油箱之间的油路截止；旁通油路并联于制动油缸的制动容腔上的回油口与油箱之间，且从制动油缸的制动容腔上的回油口流出的液压油能经过旁通油路流入油箱。该起重机包括本发明提供的制动控制装置。本发明用于减少制动油缸的制动容腔的回油背压。

Description

制动控制装置以及起重机

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，具体涉及一种制动控制装置以及设置该制动控制装置的起重机。

背景技术

国内外起重机生产厂商在大吨位起重机卷扬液压系统设计时通常均首选闭式液压控制系统，闭式液压控制系统也可以简称为闭式系统。大吨位卷扬闭式液压系统通常由双向液压泵、双向液压马达等组成，另设补油泵为系统供油，并为制动器的开启供油。

闭式液压控制系统中液压泵的进油管直接与执行元件（例如双向液压马达）的回油管相连，液压油（或称：工作液体）在系统的管路中进行封闭循环。闭式液压控制系统的主要优点是系统效率高，发热量小，结构紧凑等。

随着大吨位起重机产品的日益成熟，越来越高的使用性能和安全性能受到了人们的关注，其中：大吨位起重机卷扬下落制动不住，溜钩现象已成为技术人员需要攻克的一个难题。

目前，行业内普遍采用的制动方案是采用如图1所示的带单向阀的二位三通电磁换向阀的制动控制装置7进行制动进回油控制。为了解决卷扬制动系统容易溜钩的问题，现在主要是通过电气控制逻辑去改变制动器控制电磁换向阀和变量泵50的控制电磁换向阀的失电顺序进行的，即通过控制逻辑使制动器提前制动以此消除溜钩现象，具体实现方式如下：

当手柄要回中位时，在控制器中事先存储一个控制量，当手柄回位至该控制量时，控制器就认为操作者需要停止卷扬操作，就会发出关闭制动器的控制电流，即电磁换向阀就会失电，此时，制动油缸1的控制容腔内的液压油由制动油缸1上的回油口经电磁换向阀流入油箱4。当手柄完成回中位时，控制器才发出控制信号关闭变量泵50的电磁换向阀，使变量泵50停止泵油，进而使起升卷扬马达60停止动作。

现有技术中，通过改变制动器控制阀逻辑实现提前制动来达到减小溜钩的方法，就必须要提前给制动器发出关闭控制信号，使得手柄并没完成回中位时，制动器便制动。在实际操作中，这种制动方案解决效果并不好，原因主要有以下几点：

①、由于制动器在手柄没有完全回中位时就提前制动，故使得如图1所示起升卷扬马达60在手柄微开口时的微动性下降；

②、若控制逻辑设置不合适，则会出现制动器已制动，而油泵还在继续泵油的现象，这样就会使制动器摩擦片处于干磨状态，降低了制动器制动片的使用寿命；

③、因为空钩和吊轻载时，作用到整个闭式液压控制系统上的力差不太多，所以系统很难区分空钩和吊载工况的区别。

现有技术至少存在以下技术问题：

根据技术人员的分析，上述诸多不良后果的原因在于：控制逻辑上的缺陷，还有泄油口背压较大以及该阀通径选取等因素不合理。这些原因最终导致制动器回油经常性出现延迟（特别是冬季液压油粘度增加时），并最终造成溜钩现象。

发明内容

本发明的目的是提出一种制动控制装置以及设置该制动控制装置的起重机，解决了现有技术存在制动油缸的制动容腔回油背压太大的技术问题。另外，本发明的可选的或优选的技术方案还具有起重机在制动时不易出现溜钩、制动油缸打开过程更为平稳，且结构简单、成本低廉的优点。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明实施例提供的制动控制装置，包括制动油缸、控制阀以及旁通油路，其中：

所述制动油缸的制动容腔上的回油口与油箱之间通过所述控制阀相连，所述控制阀处于第一状态时所述制动油缸的制动容腔上的回油口与所述油箱之间的油路通过所述控制阀相连通，所述控制阀处于第二状态时所述制动油缸的制动容腔上的回油口与所述油箱之间的油路截止；

所述旁通油路并联于所述制动油缸的制动容腔上的回油口与所述油箱之间，且从所述制动油缸的制动容腔上的回油口流出的液压油能经过所述旁通油路流入所述油箱。

在一个可选或优选的实施例中，所述旁通油路对流经的液压油施加的阻力大于所述控制阀对流经的液压油施加的阻力，所述旁通油路包括至少一个阻尼元件，其中：

所述阻尼元件上设置有阻尼孔，所述制动油缸的制动容腔上的回油口通过所述阻尼孔与所述油箱相连通。

在一个可选或优选的实施例中，所述旁通油路包括至少两个所述阻尼元件，所述阻尼元件上的阻尼孔互相串联或并联。

在一个可选或优选的实施例中，所述阻尼元件为外螺纹阻尼塞。

在一个可选或优选的实施例中，所述旁通油路包括至少一个过滤器，所述制动油缸的制动容腔上的回油口通过所述过滤器与所述阻尼孔相连通。

在一个可选或优选的实施例中，所述控制阀为二位三通电磁换向阀。

在一个可选或优选的实施例中，所述二位三通电磁换向阀的回油口与所述油箱之间通过单向阀相连通，所述单向阀沿从所述二位三通电磁换向阀的回油口至所述油箱的方向导通。

在一个可选或优选的实施例中，所述二位三通电磁换向阀为带零泄漏球珠密封的二位三通电磁换向阀。

本发明实施例提供的起重机，包括双向液压泵、双向液压马达以及本发明实施例任一技术方案提供的制动控制装置，其中：

所述双向液压马达的两个工作油口分别与所述双向液压泵的两个工作油口相连通，且所述双向液压泵以供应液压油的方式为所述双向液压马达提供动力；所述制动油缸的制动容腔为所述制动油缸的有杆腔。

在一个可选或优选的实施例中，所述双向液压马达为起升卷扬马达。

基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：

由于本发明实施例提供的制动控制装置内的制动油缸的制动容腔上的回油口与油箱之间并联有旁通油路，且从制动油缸的制动容腔上的回油口流出的液压油能经过旁通油路流入油箱，因此，制动油缸的制动容腔回油以实现制动时，液压油不仅可以流经处于第一状态的控制阀最终流入油箱，而且还可以流经旁通油路最终流入油箱，由于流经旁通油路可以有效的分流从制动油缸的制动容腔回油口流出的液压油，进而有效的降低了制动油缸的制动容腔回油背压，所以解决了现有技术存在制动油缸的制动容腔回油背压太大的技术问题。

当本发明实施例提供的制动控制装置应用于起重机上时，由于制动油缸的制动容腔回油背压较小，所以制动控制装置的制动油缸的活塞杆可以快速实现对起升卷扬马达的制动，由此避免了溜钩现象的发生。

本发明的优选技术方案与现有技术相比至少还可以产生如下优点：

1、由于旁通油路（或称：旁通阻尼回路）的存在，增加了制动器回油通道，加快了回油速度，减少了制动器的制动时间；

2、二位三通电磁换向阀通经根据回油流量选定，减小制动容腔回油时的压力损失，进而减小回油背压；

3、增加制动器开启平稳性，提升起升系统性能，旁通油路可以有效削除系统的压力波峰，减小制动容腔的压力冲击，使制动器打开更加的平稳，提升起升系统操作性能。

4、旁通油路使用元件较少，具有结构简单、成本低廉的优点。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，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为现有技术中设置制动控制装置的闭式液压控制系统中主要组成部分之间连接关系的示意图；

图2为本发明实施例所提供的制动控制装置内旁通油路与控制阀、制动油缸以及双向液压泵之间连接关系的示意图；

图3为图2所示C部分的放大示意图；

图4为设置本发明实施例所提供的制动控制装置的起重机内的部分液压回路的示意图；

图中标记：1、制动油缸；11、活塞杆；2、控制阀；3、旁通油路；31、阻尼元件；32、过滤器；4、油箱；5、双向液压泵；50、变量泵；6、双向液压马达；60、起升卷扬马达；7、制动控制装置；8、单向阀。

具体实施方式

下面通过附图图2～图4以及列举本发明的一些可选实施例的方式，对本发明的技术方案（包括优选技术方案）做进一步的详细描述。需要说明的是：本实施例中的任何技术特征（技术特征之间可以使用逗号、句号、顿号或分号等任意标点符号隔开）、任何技术方案均是多种可选的技术特征或可选的技术方案中的一种或几种，为了描述简洁的需要本文件中无法穷举本发明的所有可替代的技术特征以及可替代的技术方案，也不便于每个技术特征的实施方式均强调其为可选的多种实施方式之一，所以本领域技术人员应该知晓：本实施例内的任何技术特征以及任何技术方案均不限制本发明的保护范围，本发明的保护范围应该包括本领域技术人员不付出创造性劳动所能想到的任何替代技术方案。

本发明实施例提供了一种制动油缸的制动容腔回油背压比较小、制动油缸打开过程更为平稳，且结构简单、成本低廉的制动控制装置以及设置该制动控制装置的起重机。

下面结合图2～图4对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述，将本发明提供的任一技术手段进行替换或将本发明提供的两个或更多个技术手段互相进行组合而得到的技术方案均应该在本发明的保护范围之内。

如图2～图4所示，本发明实施例所提供的制动控制装置包括制动油缸（或称：制动器）1、控制阀（该控制阀可以为电磁阀，优选为二位三通电磁换向阀）2以及旁通油路3，其中：

制动油缸1的制动容腔上的回油口与油箱4之间通过控制阀2相连，控制阀2处于第一状态（例如：电磁阀失电）时制动油缸1制动容腔上的回油口与油箱4之间的油路通过控制阀2连通。

控制阀2处于第二状态（例如：电磁阀得电）时制动油缸1的制动容腔上的回油口与油箱4之间的油路截止。与之此时，制动油缸1的制动容腔上的回油口还可以与为制动容腔输入液压油的管道接通。

旁通油路3并联于制动油缸1制动容腔上的回油口与油箱4之间，且从制动油缸1制动容腔上的回油口流出的液压油能经过所述旁通油路3流入油箱4。

由于本发明实施例提供的制动控制装置内的制动油缸1的制动容腔上的回油口与油箱4之间并联有旁通油路3，从制动油缸1制动容腔上的回油口流出的液压油能经过旁通油路3流入油箱4，因此，制动油缸1制动容腔回油以实现制动时，液压油不仅可以流经控制阀2最终流入油箱4，而且还可以流经旁通油路3最终流入油箱4，由于流经旁通油路3可以有效的分流从制动油缸1制动容腔回油口流出的液压油，进而有效的降低了制动油缸1的制动容腔的回油背压。

作为一种可选或优选的实施方式，本实施例中旁通油路3对流经的液压油施加的阻力大于控制阀2对流经的液压油施加的阻力。该结构可以保证控制阀2具有控制制动油缸1制动容腔上的回油口与油箱4之间油路通断的作用的前提下，有效的降低制动油缸1制动容腔的回油背压。

作为一种可选或优选的实施方式，本实施例中旁通油路3包括至少一个阻尼元件31，阻尼元件31优选为外螺纹阻尼塞。其中：阻尼元件31上设置有阻尼孔，制动油缸1制动容腔上的回油口通过阻尼孔与油箱4相连通。

阻尼孔可以增加旁通油路3对流经的液压油施加的阻力。阻尼塞是可以拿下来的，如果多个阻尼孔中，装入的某个阻尼孔尺寸不合适，可以调整其他阻尼孔尺寸，也可以将阻尼孔尺寸不合适的阻尼塞拿下来进行调整，调整好之后再装入。

当然，使用其他元件以替代阻尼元件31的技术方案也在本发明的保护范围之内。

作为一种可选或优选的实施方式，本实施例中旁通油路3包括至少两个阻尼元件31，阻尼元件31上的阻尼孔互相串联或并联，优选为互相串联。

当然，仅设置一个阻尼孔的技术方案也在本发明的保护范围之内。

作为一种可选或优选的实施方式，本实施例中旁通油路3包括至少一个过滤器32，制动油缸1制动容腔上的回油口通过过滤器32与阻尼孔相连通。过滤器32用于过滤液压油，避免液压油内的固体渣滓对阻尼孔造成堵塞或损坏。

作为一种可选或优选的实施方式，本实施例中控制阀2优选为二位三通电磁换向阀。该二位三通电磁换向阀具有便于连接、控制的优点。

作为一种可选或优选的实施方式，本实施例中二位三通电磁换向阀的回油口与油箱4之间通过单向阀8相连通，单向阀8沿从二位三通电磁换向阀的回油口至油箱4的方向导通。单向阀8可以避免制动油缸1制动容腔上的回油口倒吸油缸内的液压油，从而保证制动油缸1得以可靠制动。

作为一种可选或优选的实施方式，本实施例中二位三通电磁换向阀优选为带零泄漏球珠密封的二位三通电磁换向阀。该阀具有密封性能好的优点。

如图2～图4所示，本发明实施例提供的起重机，包括双向液压泵5、双向液压马达6以及本发明实施例任一技术方案提供的制动控制装置，其中：

双向液压马达6优选为起升卷扬马达。双向液压马达6的两个工作油口（包括进油口、出油口）分别与双向液压泵5的两个工作油口（包括进油口、出油口）相连通，图4中A、B分别表示双向液压泵5的两个工作油口。双向液压泵5以供应液压油的方式为双向液压马达6提供动力。

制动油缸1的制动容腔优选为制动油缸1的的有杆腔。制动油缸1的活塞杆伸出时可以实现对双向液压马达6驱动的减速机的制动。

当然，将本发明实施例任一技术方案提供的制动控制装置应用于制动卷扬马达之外的其他马达或马达所带动的减速机上的技术方案也在本发明的保护范围之内。

上述本发明所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解：优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本发明才公开部分数值以举例说明本发明的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本发明创造保护范围的限制。

同时，上述本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接（例如使用螺栓或螺钉连接），也可以理解为：不可拆卸的固定连接（例如铆接、焊接），当然，互相固定连接也可以为一体式结构（例如使用铸造、锻造或注塑工艺一体成形制造出来）所取代（明显无法采用一体成形工艺除外）。

另外，上述本发明公开的任一技术方案中如果存在用于表示位置关系或形状的术语，那么所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种制动控制装置，其特征在于，包括制动油缸、控制阀以及旁通油路，其中：

所述制动油缸的制动容腔上的回油口与油箱之间通过所述控制阀相连，所述控制阀处于第一状态时所述制动油缸的制动容腔上的回油口与所述油箱之间的油路通过所述控制阀相连通，所述控制阀处于第二状态时所述制动油缸的制动容腔上的回油口与所述油箱之间的油路截止；

所述旁通油路并联于所述制动油缸的制动容腔上的回油口与所述油箱之间，且从所述制动油缸的制动容腔上的回油口流出的液压油能经过所述旁通油路流入所述油箱。

2.根据权利要求1所述的制动控制装置，其特征在于，所述旁通油路对流经的液压油施加的阻力大于所述控制阀对流经的液压油施加的阻力，所述旁通油路包括至少一个阻尼元件，其中：

所述阻尼元件上设置有阻尼孔，所述制动油缸的制动容腔上的回油口通过所述阻尼孔与所述油箱相连通。

3.根据权利要求2所述的制动控制装置，其特征在于，所述旁通油路包括至少两个所述阻尼元件，所述阻尼元件上的阻尼孔互相串联或并联。

4.根据权利要求2所述的制动控制装置，其特征在于，所述阻尼元件为外螺纹阻尼塞。

5.根据权利要求2所述的制动控制装置，其特征在于，所述旁通油路包括至少一个过滤器，所述制动油缸的制动容腔上的回油口通过所述过滤器与所述阻尼孔相连通。

6.根据权利要求1所述的制动控制装置，其特征在于，所述控制阀为二位三通电磁换向阀。

7.根据权利要求6所述的制动控制装置，其特征在于，所述二位三通电磁换向阀的回油口与所述油箱之间通过单向阀相连通，所述单向阀沿从所述二位三通电磁换向阀的回油口至所述油箱的方向导通。

8.根据权利要求6所述的制动控制装置，其特征在于，所述二位三通电磁换向阀为带零泄漏球珠密封的二位三通电磁换向阀。

9.一种起重机，其特征在于，包括双向液压泵、双向液压马达以及权利要求1－8任一所述的制动控制装置，其中：

所述双向液压马达的两个工作油口分别与所述双向液压泵的两个工作油口相连通，且所述双向液压泵以供应液压油的方式为所述双向液压马达提供动力；

所述制动油缸的制动容腔为所述制动油缸的有杆腔。

10.根据权利要求9所述的起重机，其特征在于，所述双向液压马达为起升卷扬马达。