CN103434961B - 双卷扬控制系统及工程机械 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种双卷扬控制系统及包括该双卷扬控制系统的工程机械，双卷扬控制系统包括第一卷扬(10)和第二卷扬(20)、第一马达(12)及第二马达(22)、第一液控主阀(14)和第二液控主阀(24)，所述第一马达的A口与所述第二马达的C口之间以及第一马达的B口与所述第二马达的D口之间分别连接有可选择性通断的第一补偿油路(30)和第二补偿油路(32)；所述系统还包括控制所述第一液控主阀和第二液控主阀切换工作位的液压阀组(40)；所述系统包括同步控制状态和独立控制状态。本发明既可实现第一卷扬和第二卷扬实现同步控制，从原理上平衡两个卷扬机的负载，实现双卷扬同步动作时性能平稳可靠，又可实现第一卷扬和第二卷扬独立控制，管路连接简单，成本低廉，操作简便。
Description
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及双卷扬控制系统及具有其的工程机械。
背景技术
目前，连续墙抓斗、履带起重机等工程机械越来越多地使用双卷扬。双卷扬同步控制技术是一项关键技术和难题，双卷扬同时起升、下降时两个卷扬机由于受力不均等因素影响，造成双卷扬机起升、下降不同步，影响施工效率和施工精度，此问题一直困扰着广大研发设计人员。但是，只能同步动作的双卷扬控制系统并不能完全满足使用要求，某些情况下要求双卷扬既可同步动作且动作速度一致，又可单独动作。
请参阅图1，图1为现有的双卷扬同步控制系统，该系统包括第一卷扬10、驱动第一卷扬10起升和下降的第一马达12、与第一马达12两端连接的第一液控主阀14、第二卷扬20、驱动第二卷扬20起升和下降的第二马达22、与第二马达22两端连接的第二液控主阀24，该系统通过在第一马达12的A口和第二马达22的C口之间以及第一马达12的B口和第二马达22的D口之间分别连接有第一补偿油路31和第二补偿油路32，通过该两条补偿油路保证双卷扬的同步动作。但是此控制系统只能满足双卷扬同步动作的要求，而不能满足双卷扬单独动作的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种既满足同步控制的要求又满足单独控制要求的双卷扬控制系统。
本发明提供的双卷扬控制系统，包括第一卷扬和第二卷扬、分别驱动第一卷扬和第二卷扬的第一马达及第二马达、分别与所述第一马达和第二马达连接的第一液控主阀和第二液控主阀，所述第一马达的A口与所述第二马达的C口之间以及第一马达的B口与所述第二马达的D口之间分别连接有可选择性通断的第一补偿油路和第二补偿油路；所述系统还包括控制所述第一液控主阀和第二液控主阀切换工作位以及控制所述第一补偿油路和第二补偿油路通断的液压阀组；所述系统包括同步控制状态和独立控制状态，所述系统处于同步控制状态，所述第一补偿油路和第二补偿油路均连通，所述液压阀组控制所述第一液控主阀和第二液控主阀同时切换工作位；所述系统处于独立控制状态，所述第一补偿油路和第二补偿油路均断开，所述液压阀组控制所述第一液控主阀及/或第二液控主阀切换工作位。
优选地，所述液压阀组包括进油端E1、进油端E2、进油端E3、进油端E4、进油端E5、进油端E6，所述进油端E1和进油端E2之间以及进油端E4和进油端E5之间分别连接有第一梭阀和第二梭阀，所述第一梭阀和所述第二梭阀的出油端分别连接至第一液控主阀的相对两控制端，所述进油端E2和进油端E3之间以及进油端E5和进油端E6之间分别连接有第三梭阀和第四梭阀，所述第三梭阀和第四梭阀的出油端分别连接至第二液控主阀的相对两控制端。
优选地，所述液压阀组包括选择阀，所述第一梭阀和第二梭阀的出油端至第一液控主阀的相对两控制端之间的油路上以及第三梭阀和第四梭阀的出油端至第二液控主阀的相对两控制端之间的油路上分别设置有所述选择阀，所述选择阀选择性将其所在的油路进油或回油。
优选地，所述选择阀为电磁换向阀，所述电磁换向阀包括与油箱连通的回油口。
优选地，所述第一补偿油路和第二补偿油路上均设置有具有通断功能的开关阀。
优选地，所述开关阀为液控换向阀，包括液控腔及弹簧腔，所述液控腔与所述液控换向阀的进油端和出油端连通，所述弹簧腔通过具有通断功能的控制阀与油箱连接。
优选地，所述控制阀包括一液控端，所述液压阀组还包括将所述进油端E1、进油端E3、进油端E4及进油端E6中任一处的高压油输出至所述控制阀的液控端的比较阀组。
优选地，所述比较阀组包括第五梭阀、分别与所述进油端E1和进油端E3连接的第六梭阀、分别与所述进油端E4和进油端E6连接的第七梭阀，所述第六梭阀和第七梭阀的出油端分别连接至第五梭阀的两进油端，所述第五梭阀的出油端连接至所述控制阀的液控端。
本发明还提供一种工程机械，该工程机械包括上述的双卷扬控制系统。
优选地，所述工程机械为地下连续墙液压抓斗。
本发明通过设置第一补偿油路、第二补偿油路以及液压阀组，使得既可实现第一卷扬和第二卷扬实现同步控制，从原理上平衡两个卷扬机的负载，实现双卷扬同步动作时性能平稳可靠，又可实现第一卷扬和第二卷扬独立控制，管路连接简单，成本低廉，操作简便。
附图说明
图1为现有技术的双卷扬控制系统示意图；
图2为本发明的一实施例的双卷扬控制系统示意图。
符号说明
10、第一卷扬 12、第一马达 14、第一液控主阀 20、第二卷扬
22、第二马达 24、第二液控主阀 30、第一补偿油路 32、第二补偿油路
34、开关阀 36、控制阀 40、液压阀组 41、第一梭阀
42、第二梭阀 43、第三梭阀 44、第四梭阀 45、第五梭阀
46、第六梭阀 47、第七梭阀 48、选择阀 T0、油箱
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供一种既满足同步控制的要求又满足单独控制要求的双卷扬控制系统，请参阅图2，所述系统包括第一卷扬10和第二卷扬20、分别驱动第一卷扬10和第二卷扬20的第一马达12及第二马达22、分别与所述第一马达12和第二马达22连接的第一液控主阀14和第二液控主阀24，所述第一马达12的A口与所述第二马达22的C口之间以及第一马达12的B口与所述第二马达22的D口之间分别连接有可选择性通断的第一补偿油路30和第二补偿油路32；所述系统还包括控制所述第一液控主阀14和第二液控主阀24切换工作位以及控制所述第一补偿油路30和第二补偿油路32通断的液压阀组40，所述系统包括同步控制状态和独立控制状态。所述系统处于同步控制状态时，所述第一补偿油路30和第二补偿油路32均连通，所述液压阀组40控制所述第一液控主阀14和第二液控主阀24同时切换工作位；所述系统处于独立控制状态时，所述第一补偿油路30和第二补偿油路32均断开，所述液压阀组40控制所述第一液控主阀14或第二液控主阀24切换工作位。本发明通过设置第一补偿油路30、第二补偿油路32以及液压阀组40，使得既可实现第一卷扬10和第二卷扬20实现同步控制，从原理上平衡两个卷扬机的负载，实现双卷扬同步动作时性能平稳可靠，又可实现第一卷扬10和第二卷扬20独立控制，管路连接简单，成本低廉，操作简便。可以理解的是，所述第一马达12的A口和B口指的是第一马达12的相对两端的进油口和回油口。所述第二马达22的C口和D口指的是第二马达22的相对两端的进油口和回油口。
所述第一液控主阀14包括两工作油口、两液控端、一进油口P以及两回油口T，其中之一工作口与所述第一马达12的A口连接，其中另一工作油口与所述第一马达12的B口连接；所述两控制端均与所述液压阀组40连接。所述第一液控主阀14至少包括进油口P与所述第一马达12的B口连通的第一工作位、进油口P与所述第一马达12的A口连通的第二工作位、进油口P阻断且第一马达12的A口和B口同时与回油口T连通的中位。
所述第二液控主阀24包括两工作油口、两液控端、一进油口P以及两回油口T，其中之一工作口与所述第二马达22的C口连接，其中另一工作油口与所述第二马达22的D口连接；所述两控制端均与所述液压阀组40连接。所述第二液控主阀24至少包括进油口P与所述第二马达22的D口连通的第一工作位、进油口P与所述第二马达22的C口连通的第二工作位、进油口P阻断且第二马达22的C口和D口同时与回油口T连通的中位。
所述液压阀组40包括六个进油端，即进油端E1、进油端E2、进油端E3、进油端E4、进油端E5以及进油端E6。所述进油端E1和进油端E2之间以及进油端E4和进油端E5之间分别连接有第一梭阀41和第二梭阀42，所述第一梭阀41和所述第二梭阀42的出油端分别连接至第一液控主阀14的相对两控制端，具体地，所述第一梭阀41的两进油端分别与所述进油端E1和进油端E2连接，所述第一梭阀41的出油端连接至所述第一液控主阀14的其中之一控制端；所述第二梭阀42的两进油端分别与所述进油端E4和进油端E6连接，所述第二梭阀42的出油端连接至第一液控主阀14的其中另一控制端。
所述进油端E2和进油端E3之间以及进油端E5和进油端E6之间分别连接有第三梭阀43和第四梭阀44，所述第三梭阀43和第四梭阀44的出油端分别连接至第二液控主阀24的相对两控制端。具体地，所述第三梭阀43的两进油端分别与所述进油端E2和进油端E3连接，所述第三梭阀43的出油端连接至所述第二液控主阀24的其中之一控制端；所述第四梭阀44的两进油端分别与所述进油端E5和进油端E6连接，所述第四梭阀44的出油端连接至第二液控主阀24的其中另一控制端。
当所述进油端E1或进油端E4通入高压油时，液压阀组40控制所述第一液控主阀14切换工作位，当进油端E2进油时，液压阀组40控制所述第一液控主阀14和第二液控主阀24同时切换工作位；当进油端E3或进油端E6通入高压油时，液压阀组40控制所述第二液控主阀24切换工作位，当进油端E5进油时，液压阀组40控制所述第一液控主阀14和第二液控主阀24同时切换工作位；需要说明的是，进油端E1进油时或进油端E4进油时控制第一液控主阀14的阀芯运动朝相反方向运动，进油端E3进油时或进油端E6进油时控制第二液控主阀24的阀芯运动朝相反方向运动。
当所述第一液控主阀14及/或第二液控主阀24的其中之一控制端进油时，其另一控制端需回油，为此，所述液压阀组40包括设置于所述第一梭阀41和第二梭阀42的出油端至第一液控主阀14的相对两控制端之间的油路上以及第三梭阀43和第四梭阀44的出油端至第二液控主阀24的相对两控制端之间的油路上的选择阀48，所述选择阀48选择性将其所在的油路进油或回油，即第一梭阀41、第二梭阀42、第三梭阀43和第四梭阀44中的每一梭阀的出油端至与其连接的相应的控制端之间的油路上均设置有选择阀48。所述选择阀48包括一进油口、一回油口以及一工作油口，所述进油口与相应的梭阀的出油端连接，所述工作油口与相应的控制端连接，所述回油口与油箱T0连接。所述选择阀48包括第一工作位和第二工作位，所述选择阀48位于第一工作位时，所述进油口与所述工作油口连通，即，使得该选择阀48所在的油路进油，与该工作油口连接的控制端驱动相应的液控主阀切换工作位，进而使得马达驱动卷扬工作；所述换向阀位于第二工作位时，所述工作油口与所述回油口连通，即使得该选择阀48所在的油路回油。所述选择阀48的工作位的切换控制可以由于多种形式，例如，可以是但不限于本实施例中的电磁换向阀。
第一补偿油路30和第二补偿油路32用于将第一马达12和第二马达22的流量差进行补偿，保证第一马达12和第二马达22的同步转动。为了便于对所述第一补偿油路30和第二补偿油路32的通断控制，于所述第一补偿油路30和第二补偿油路32上均设置有具有通断功能的开关阀34。所述开关阀34可以是具有通断功能的任意结构的阀，例如，本实施例中优选为液控换向阀，所述液控换向阀包括液控腔及弹簧腔，所述液控腔与所述液控换向阀的进油端和出油端连通，实现其进油端或出油端均可控制液控阀的通断，所述液控换向阀包括使相应的补偿油路连通的第一工作位和使相应的补偿油路断开的第二工作位。为了对第一补偿油路30和第二补偿油路32进行安全可靠的控制，所述弹簧腔通过具有通断功能的控制阀36与油箱T0连接。具体地，所述控制阀36的进油口与油箱T0连接，其出油口同时与所述第一补偿油路30和第二补偿油路32上的液控换向阀的弹簧腔连通，所述控制阀36包括第一工作位和第二工作位，所述控制阀36位于第一工作位，其进油口、出油口和油箱T0连通，所述液控换向阀的弹簧腔泄压，此时，液控换向阀的液控腔的压力油可控制液控换向阀切换至第一工作位；所述控制阀36位于第二工作位，其进油口和出油口断开连接，所述弹簧腔的压力油憋压，使得液控换向阀稳定地处于第二工作位，此时，如果该弹簧腔内产生负压情况时，还可以通过处于第二工作位的控制阀36从油箱T0补油。
为了便于控制所述控制阀36的工作位切换，所述液压阀组40还包括将所述进油端E1、进油端E3、进油端E4及进油端E6中任一处的高压油输出至所述控制阀36的液控端的比较阀组，所述控制阀36包括一液控端，所述比较阀组的出油端与所述液控换向阀的液控端连接。当进油端E1、进油端E3、进油端E4及进油端E6中任一处有高压油时，所述比较阀即输出该高压油至液控换向阀的液控端，控制所述液控换向阀切换至第二工作位，当进油端E1、进油端E3、进油端E4及进油端E6均无高压油时，所述液控换向阀位于第一工作位。具体地，所述比较阀组包括第五梭阀45、分别与所述进油端E1和进油端E3连接的第六梭阀46、分别与所述进油端E4和进油端E6连接的第七梭阀47，所述第六梭阀46和第七梭阀47的出油端分别连接至第五梭阀45的两进油端，所述第五梭阀45的出油端连接至所述液控换向阀的液控端。
下面对本发明的工作原理进行详细说明。第一卷扬10和第二卷扬20需要独立控制时，可将所述进油端E1或E4中任一处通入高压油，及/或进油端E3或E6中任一处通入高压油。现以进油端E1通入高压油为例进行详细描述。进油端E1通入高压油，一部分高压油通过第一梭阀41和选择阀48进入第一液控主阀14的其中之一控制端，控制第一液控主阀14从中位切换至第一工作位，第一液控主阀14的进油口P的压力油进入第一马达12的B口，第一马达12驱动第一卷扬10提升。同时，通入进油端E1的另一部分高压油经过第六梭阀46和第五梭阀45进入控制阀36的控制端，使得该控制阀36从第一工作位切换至第二工作位，进而使得所述第一补偿油路30和第二补偿油路32上的液控换向阀均稳定地维持在第一工作位，第一补偿油路30和第二补偿油路32均断开，由此，达到第一卷扬10和第二卷扬20独立控制的目的。同理，当进油端E3、进油端E4、或进油端E6通入高压油的工作原理与进油端E1的工作原理相同，在此不再赘述。可以理解的是，第一卷扬10和第二卷扬20的独立控制，指的是第一卷扬10和第二卷扬20的控制互不影响，可同时独立地控制第一卷扬10和第二卷扬20工作。
所述第一卷扬10和第二卷扬20需要同步控制时，将进油端E2或进油端E5通入高压油即可，现以进油端E2通入高压油为例进行详细描述。进油端E2通入高压油，高压油同时经过第一梭阀41和第二梭阀42以及相应的选择阀48到达第一液控主阀14和第二液控主阀24的相应控制端，控制第一液控主阀14和第二液控主阀24从相应的中位切换至相应的第一工作位，使得第一马达12和第二马达22同时驱动第一卷扬10和第二卷扬20提升。同时，由于控制阀36的控制端没有高压油进入，控制阀36处于第一工作位，所述第一补偿油路30和第二补偿油路32的高压油控制其相应的液控换向阀由第一工作位切换至第二工作位，使得第一补偿油路30和第二补偿油路32均连通。由于第一马达12和第二马达22的相应端均连接补偿油路，使得第一马达12和第二马达22之间没有流量差，保证了第一马达12和第二马达22的同步工作，进而实现了第一卷扬10和第二卷扬20同步控制的目的。本发明的双卷扬控制系统同步控制状态下的第一液控主阀14和第二液控主阀24控制端的控制油来源于同一油口(进油端E2或进油端E5)，保证了两个液控主阀控制端的压力一致。
本发明根据第一卷扬10和第二卷扬20的同步动作或独立动作的操作不同，自动实现第一补偿管路30和第二补偿管路32的通断，不需要其他电气控制装置，控制简单、可靠。
本发明还提供一种工程机械，该工程机械包括上述的双卷扬控制系统。优选地，该工程机械为地下连续墙液压抓斗。
以上结合附图详细描述了本发明的一个优选实施方式，但是，并不限于上述实施方式中的具体细节。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.双卷扬控制系统，所述系统包括第一卷扬(10)和第二卷扬(20)、驱动第一卷扬(10)的第一马达(12)和驱动第二卷扬(20)的第二马达(22)、与所述第一马达(12)连接的第一液控主阀(14)和与所述第二马达(22)连接的第二液控主阀(24)，其特征在于，所述第一马达(12)的A口与所述第二马达(22)的C口之间连接有可选择性通断的第一补偿油路(30)，所述第一马达(12)的B口与所述第二马达(22)的D口之间连接有可选择性通断的第二补偿油路(32)；所述系统还包括控制所述第一液控主阀(14)和第二液控主阀(24)切换工作位以及控制所述第一补偿油路(30)和第二补偿油路(32)通断的液压阀组(40)；所述系统包括同步控制状态和独立控制状态，所述系统处于同步控制状态，所述第一补偿油路(30)和第二补偿油路(32)均连通，所述液压阀组(40)控制所述第一液控主阀(14)和第二液控主阀(24)同时切换工作位；所述系统处于独立控制状态，所述第一补偿油路(30)和第二补偿油路(32)均断开，所述液压阀组(40)控制所述第一液控主阀(14)及/或第二液控主阀(24)切换工作位，其中，所述液压阀组(40)包括进油端E1、进油端E2、进油端E3、进油端E4、进油端E5、进油端E6，所述进油端E1和进油端E2之间连接有第一梭阀(41)，所述进油端E4和进油端E5之间连接有第二梭阀(42)，所述第一梭阀(41)和所述第二梭阀(42)的出油端分别连接至第一液控主阀(14)的相对两控制端，所述进油端E2和进油端E3之间连接有第三梭阀(43)，所述进油端E5和进油端E6之间连接有第四梭阀(44)，所述第三梭阀(43)和第四梭阀(44)的出油端分别连接至第二液控主阀(24)的相对两控制端。
2.如权利要求1所述的双卷扬控制系统，其特征在于，所述液压阀组(40)包括选择阀(48)，所述第一梭阀(41)和第二梭阀(42)的出油端至第一液控主阀(14)的相对两控制端之间的油路上以及第三梭阀(43)和第四梭阀(44)的出油端至第二液控主阀(24)的相对两控制端之间的油路上分别设置有所述选择阀(48)，所述选择阀(48)选择性将其所在的油路进油或回油。
3.如权利要求2所述的双卷扬控制系统，其特征在于，所述选择阀(48)为电磁换向阀，所述电磁换向阀包括与油箱(T0)连通的回油口。
4.如权利要求1所述的双卷扬控制系统，其特征在于，所述第一补偿油路(30)和第二补偿油路(32)上均设置有具有通断功能的开关阀(34)。
5.如权利要求4所述的双卷扬控制系统，其特征在于，所述开关阀(34)为液控换向阀，包括液控腔及弹簧腔，所述液控腔与所述液控换向阀的进油端和出油端连通，所述弹簧腔通过具有通断功能的控制阀(36)与油箱(T0)连接。
6.如权利要求5所述的双卷扬控制系统，其特征在于，所述控制阀(36)包括一液控端，所述液压阀组(40)还包括将所述进油端E1、进油端E3、进油端E4及进油端E6中任一处的高压油输出至所述控制阀(36)的液控端的比较阀组。
7.如权利要求6所述的双卷扬控制系统，其特征在于，所述比较阀组包括第五梭阀(45)、分别与所述进油端E1和进油端E3连接的第六梭阀(46)、分别与所述进油端E4和进油端E6连接的第七梭阀(47)，所述第六梭阀(46)和第七梭阀(47)的出油端分别连接至第五梭阀(45)的两进油端，所述第五梭阀(45)的出油端连接至所述控制阀(36)的液控端。
8.一种工程机械，其特征在于，该工程机械包括权利要求1-7任一项所述的双卷扬控制系统。
9.如权利要求8所述的工程机械，其特征在于，所述工程机械为地下连续墙液压抓斗。
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