CN103253609A - 顶升保顶系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种顶升保顶系统，所述顶升保顶系统包括液压系统、柱塞式液压缸、跟随机构和齿轮传动系统，所述柱塞式液压缸包括缸体、顶板和柱塞，所述跟随机构包括锥齿轮螺母和螺杆，所述锥齿轮螺母内设有内螺纹，所述螺杆外设有与所述内螺纹相匹配的外螺纹，所述螺杆设于所述锥齿轮螺母内，所述缸体上设有放气阀，所述顶板设置于所述柱塞上，所述柱塞、锥齿轮螺母和螺杆均设置于所述缸体中，所述液压系统驱动所述柱塞上升或下降，所述齿轮传动系统驱动所述锥齿轮螺母旋转，使所述螺杆上升或下降，该顶升保顶系统既能满足柱塞的同步控制，又能在液压系统失效时，在安全范围内及时保顶，确保构件在顶升、下降过程中的安全性。

Description

顶升保顶系统

技术领域

本发明涉及起重安装领域，尤其涉及一种顶升保顶系统。 

背景技术

在起重安装领域中，常用液压千斤顶举升重物，在将重物顶升到预定高度后进行后续作业，为防止重物因液压千斤顶不可避免的泄漏而自动下降或因意外而迅速下降，从而导致严重的人身、设备事故，常用机械方法固定，常称之谓“保顶”。目前施工中常用螺旋支撑装置支撑、专用钢墩支撑、木墩支撑等措施，这些方法需占用作业空间，影响后续作业，在实施中也比较麻烦费时。 

发明内容

本发明的目的是提供一种顶升保顶系统，以实现顶升装置与保顶装置的一体化，使顶升保顶系统的顶升及保顶工作安全且有效。 

为达到上述目的，本发明提供一种顶升保顶系统，其包括液压系统、柱塞式液压缸、跟随机构和齿轮传动系统，所述柱塞式液压缸包括缸体、顶板和柱塞，所述跟随机构包括锥齿轮螺母和螺杆，所述锥齿轮螺母内设有内螺纹，所述螺杆外设有与所述内螺纹相匹配的外螺纹，所述螺杆设于所述锥齿轮螺母内，所述缸体上设有放气阀，所述顶板设置于所述柱塞上，所述柱塞、锥齿轮螺母和螺杆均设置于所述缸体中，所述液压系统驱动所述柱塞上升或下降，所述齿轮传动系统驱动所述锥齿轮螺母旋转，使所述螺杆上升或下降。 

进一步的，所述螺杆的竖向投影位置位于所述柱塞的中心。 

进一步的，所述顶升保顶系统还包括磁致伸缩传感器、磁环和磁环架，所述磁致伸缩传感器设置于所述缸体的底部，所述磁环与所述磁环架均设置于所述螺杆中，所述磁环与所述磁致伸缩传感器系非接触式安装，所述磁环架与所述柱塞上的顶板连接并随所述柱塞上下运动，所述磁致伸缩传感器通过所述磁 环与磁环架测量所述柱塞的行程。 

进一步的，所述齿轮传动系统包括液压马达和龆轮，所述液压马达设置于所述缸体上，所述龆轮与所述锥齿轮螺母啮合，所述液压马达驱动所述龆轮转动以带动所述锥齿轮螺母旋转。 

进一步的，所述顶升保顶系统还包括防转限位柱销，其用于将所述螺杆与所述柱塞连接，使所述螺杆不跟随所述锥齿轮螺母转动，而仅作轴向运动。 

进一步的，所述液压系统包括液压泵，所述液压泵驱动所述柱塞式液压缸中的柱塞上升或下降。 

进一步的，所述液压系统还包括恒压变量泵，所述恒压变量泵用于驱动所述液压马达。 

进一步的，所述液压系统还包括液控单向阀，所述液控单向阀使液压泵中的油单向流入到柱塞式液压缸中，而不会倒流，所述恒压变量泵还用于驱动所述液控单向阀。 

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果： 

本发明提供的顶升保顶系统将顶升装置和保顶装置组合，形成顶升、保顶一体化的顶升保顶系统。该顶升保顶系统进行上升作业时，柱塞上升，在齿轮传动系统驱动下，作为保顶的螺杆随之紧跟柱塞上升，锥齿轮螺母则紧贴柱塞式液压缸的缸底，一旦柱塞式液压缸失效，螺杆和螺母的组合能够起到保顶作用；该顶升装置进行下降作业时，在齿轮传动系统反向驱动下，螺母首先反方向旋转，螺杆先下降，然后柱塞下降，在整个柱塞下降的过程中，螺杆和顶板始终保持一段安全距离，这样，既能满足柱塞下降过程的同步控制，又能在液压系统失效时，在安全范围内及时保顶，以确保该顶升保顶系统在工作时的安全。 

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明： 

图1为本发明实施例提供的顶升保顶系统的结构示意图； 

图2为本发明实施例提供的顶升保顶系统的系统原理图。 

在图1和图2中， 

1：液压系统；11：液压泵；12：恒压变量泵；13：液控单向阀；14：电磁换向阀；15：电液比例调速阀；16：溢流阀；17：单向阀；18：快速接头；19：应急缸；2：柱塞式液压缸；21：缸体；22：顶板；23：柱塞；24：放气阀；3：跟随机构；31：锥齿轮螺母；32：螺杆；4：齿轮传动系统；41：液压马达；42：龆轮；51：磁致伸缩传感器；52：磁环；53：磁环架；6：防转限位柱销。 

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的顶升保顶系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。 

本发明的核心思想在于，提供一种顶升保顶系统，其包括液压系统、柱塞式液压缸、跟随机构和齿轮传动系统，所述柱塞式液压缸包括缸体、顶板和柱塞，所述跟随机构包括锥齿轮螺母和螺杆，所述锥齿轮螺母内设有内螺纹，所述螺杆外设有与所述内螺纹相匹配的外螺纹，所述螺杆设于所述锥齿轮螺母内，所述缸体上设有放气阀，所述顶板设置于所述柱塞上，所述柱塞、锥齿轮螺母和螺杆均设置于所述缸体中，所述液压系统驱动所述柱塞上升或下降，所述齿轮传动系统驱动所述锥齿轮螺母旋转，使所述螺杆上升或下降，本发明提供的顶升保顶系统将顶升装置和保顶装置组合，形成顶升、保顶一体化的顶升保顶系统。该顶升保顶系统进行上升作业时，柱塞上升，在齿轮传动系统驱动下，作为保顶的螺杆随之紧跟柱塞上升，锥齿轮螺母则紧贴柱塞式液压缸的缸底，一旦柱塞式液压缸失效，螺杆和螺母的组合能够起到保顶作用；该顶升装置进行下降作业时，在齿轮传动系统反向驱动下，螺母首先反方向旋转，螺杆先下降，然后柱塞下降，在整个柱塞下降的过程中，螺杆和顶板始终保持一段安全距离，这样，既能满足柱塞下降过程的同步控制，又能在液压系统失效时，在安全范围内及时保顶，以确保该顶升保顶系统在工作时的安全。 

请参考图1和图2，图1为本发明实施例提供的顶升保顶系统的结构示意图；图2为本发明实施例提供的顶升保顶系统的液压系统原理图。 

如图1和图2所示，本发明实施例提供一种顶升保顶系统，其包括液压系 统1、柱塞式液压缸2、跟随机构3和齿轮传动系统4，所述柱塞式液压缸2包括缸体21、顶板22和柱塞23，所述跟随机构3包括锥齿轮螺母31和螺杆32，所述锥齿轮螺母31内设有内螺纹，所述螺杆32外设有与所述内螺纹相匹配的外螺纹，所述螺杆32设于所述锥齿轮螺母31内，所述缸体21上设有放气阀24，所述放气阀24用于将所述缸体21中的气放出以确保其内部气压不过大，所述顶板22设置于所述柱塞23上，所述柱塞23、锥齿轮螺母31和螺杆32均设置于所述缸体21中，所述液压系统1驱动所述柱塞23上升或下降，所述齿轮传动系统4驱动所述锥齿轮螺母31旋转，使所述螺杆32上升或下降。 

进一步的，所述螺杆32的竖向投影位置位于所述柱塞23的中心。 

进一步的，所述顶升保顶系统还包括磁致伸缩传感器51、磁环52和磁环架53，所述磁致伸缩传感器51设置于所述缸体21的底部，所述磁环52与所述磁环架53均设置于所述螺杆32中，所述磁环52与所述磁致伸缩传感器51系非接触安装，所述磁环架53与所述顶板22连接并随所述柱塞23上下运动，所述磁致伸缩传感器51通过所述磁环52与磁环架53测量所述柱塞23的行程，以起到反馈控制柱塞23上升或下降速度的作用。 

进一步的，所述齿轮传动系统4包括液压马达41和龆轮42，所述液压马达41设置于所述缸体21上，所述龆轮42与所述液压马达41及所述锥齿轮螺母31连接，所述液压马达41驱动所述龆轮42转动以带动所述锥齿轮螺母31旋转。 

进一步的，所述顶升保顶系统还包括防转限位柱销6，其用于将所述螺杆32与所述柱塞23连接，使所述螺杆32不跟随所述锥齿轮螺母转动，使所述螺杆32仅作轴向运动。 

进一步的，所述液压系统1包括液压泵11、电磁换向阀14、电液比例调速阀15、溢流阀16、单向阀17和快速接头18等部件，所述液压系统1中各部件的连接均为现有技术，在此便不再赘述，所述液压泵11驱动所述柱塞23上升或下降。 

进一步的，所述液压系统1还包括恒压变量泵12，所述恒压变量泵12用于驱动所述液压马达41。 

进一步的，所述液压系统1还包括液控单向阀13，所述液压泵11通过所述液控单向阀13向所述柱塞式液压缸2供油，所述液控单向阀13使液压泵11中 的油单向流入到柱塞式液压缸2中，而不会倒流，所述恒压变量泵12还用于驱动所述液控单向阀13。 

进一步的，所述液压系统1还配备有应急缸19，在柱塞式液压缸2损坏时，可以用所述应急缸19及时替换所述柱塞式液压缸2，以确保该顶升保顶系统的顶升及保顶效果。 

本发明实施例还提供一种上述顶升保顶系统的工作流程，该工作流程包括： 

在所述顶升保顶系统进行上升作业时，所述液压系统1中的液压泵11驱动所述柱塞23上升，带动所述顶板22上升，同时所述齿轮传动系统4中的液压马达41通过所述齿轮传动驱动所述锥齿轮螺母31转动，使所述螺杆32紧贴所述顶板22上升，以起到随时保顶的作用； 

在所述顶升保顶系统进行下降作业时，所述齿轮传动系统4中的液压马达41通过所述齿轮传动驱动所述锥齿轮螺母31反向转动，使所述螺杆32下降一段距离，接着所述液压系统1中的液压泵11驱动所述柱塞23开始下降，带动所述顶板22下降，在整个所述柱塞23下降过程中，所述螺杆32与所述柱塞23一起下降并始终与所述顶板22保持一段安全距离，以起到随时保顶的作用。 

进一步的，在所述柱塞23下降下降的过程中，所述螺杆32随所述柱塞23一起下降并与所述顶板22之间始终保持一个毫米级的距离，以起到在毫米级范围内保顶的作用，防止顶板22上的重物过重而压坏螺杆32，导致事故发生。 

综上所述，本发明提供的顶升保顶系统将顶升装置和保顶装置组合，形成顶升、保顶一体化的顶升保顶系统，该顶升保顶系统进行上升作业时，柱塞23上升，在齿轮传动系统4驱动下，作为保顶的螺杆32随之紧跟柱塞23上升，锥齿轮螺母31则紧贴缸体21的缸底，一旦柱塞式液压缸2失效，螺杆32和锥齿轮螺母31的组合能够起到保顶作用；该顶升装置进行下降作业时，在齿轮传动系统4反向驱动下，锥齿轮螺母31首先反方向旋转，使螺杆32下降，脱离柱塞23顶部（即顶板22）一个毫米级的距离，然后柱塞23下降，在整个柱塞23下降的过程中，控制螺杆32的下降速度，使螺杆32和顶板22始终保持一段安全距离，这样，既能满足柱塞23下降过程的同步控制，又能在液压系统1失效时，在安全范围内及时保顶，以确保该顶升保顶系统在工作时的安全性。 

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发 明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。 

Claims (8)

1.一种顶升保顶系统，其特征在于，包括液压系统、柱塞式液压缸、跟随机构和齿轮传动系统，所述柱塞式液压缸包括缸体、顶板和柱塞，所述跟随机构包括锥齿轮螺母和螺杆，所述锥齿轮螺母内设有内螺纹，所述螺杆外设有与所述内螺纹相匹配的外螺纹，所述螺杆设于所述锥齿轮螺母内，所述缸体上设有放气阀，所述顶板设置于所述柱塞上，所述柱塞、锥齿轮螺母和螺杆均设置于所述缸体中，所述液压系统驱动所述柱塞上升或下降，所述齿轮传动系统驱动所述锥齿轮螺母旋转，使所述螺杆上升或下降。

2.根据权利要求1所述顶升保顶系统，其特征在于，所述螺杆的竖向投影位置位于所述柱塞的中心。

3.根据权利要求1所述顶升保顶系统，其特征在于，还包括磁致伸缩传感器、磁环和磁环架，所述磁致伸缩传感器设置于所述缸体的底部，所述磁环与所述磁环架均设置于所述螺杆中，所述磁环与所述磁致伸缩传感器系非接触式安装，所述磁环架与所述柱塞上的顶板连接并随所述柱塞上下运动，所述磁致伸缩传感器通过所述磁环与磁环架测量所述柱塞的行程。

4.根据权利要求1所述顶升保顶系统，其特征在于，所述齿轮传动系统包括液压马达和龆轮，所述液压马达设置于所述缸体上，所述龆轮与所述所述锥齿轮螺母啮合，所述液压马达驱动所述龆轮转动以带动所述锥齿轮螺母旋转。

5.根据权利要求1所述顶升保顶系统，其特征在于，还包括防转限位柱销，其用于将所述螺杆与所述柱塞连接，使所述螺杆不跟随所述锥齿轮螺母转动，而仅作轴向运动。

6.根据权利要求1所述顶升保顶系统，其特征在于，所述液压系统包括液压泵，所述液压泵驱动所述柱塞式液压缸的柱塞上升或下降。

7.根据权利要求6所述顶升保顶系统，其特征在于，所述液压系统还包括恒压变量泵，所述恒压变量泵用于驱动所述液压马达。

8.根据权利要求7所述顶升保顶系统，其特征在于，所述液压系统还包括液控单向阀，所述液控单向阀使液压泵中的油单向流入到柱塞式液压缸中，而不会倒流，所述恒压变量泵还用于驱动所述液控单向阀。

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