CN103470683A - 臂架支撑装置及工程机械 - Google Patents

Abstract

臂架支撑装置，包括臂架支撑部件，其中，所述臂架支撑部件安装在升降座（27）上，该升降座（27）连接支撑于竖直设置的至少一个支撑油缸的伸缩活动部的上部，且各个所述支撑油缸的下部固定，各个所述支撑油缸的无杆腔分别经由对应的供油用通断控制阀（3,18）连接于供油油路（33），该供油油路（33）连接于液压泵（1）。此外，本发明还公开了一种包括所述臂架支撑装置的工程机械。本发明的臂架支撑装置能够在臂架起升时对臂架形成一个向上的助力，从而减轻变幅油缸举升时所受的压迫力，延长变幅油缸的使用寿命，并使得工程机械的臂架使用性能更优良。

Description

臂架支撑装置及工程机械

技术领域

本发明涉及一种臂架支撑装置。此外，本发明还涉及一种安装有所述臂架支撑装置的工程机械，例如混凝土泵车、流动式起重机等。

背景技术

混凝土泵车、流动式起重机等工程机械上公知地具有臂架，例如，混凝土泵车的布料臂架、流动式起重机的起重臂。

在臂架作业完成后，需要将臂架折叠支撑到支承基础（例如混凝土泵车的底盘或者汽车起重机底盘）上，参见图1所示，在此状态下臂架通常具有两个支撑点，即臂架的第一臂节铰接的回转台和设置在支承基础上的臂架支承装置3a，在非工作状态下，臂架1a处于收拢状态置于臂架支撑装置3a上，为避免收臂动作和行车颠簸中臂架1a与臂架支撑装置3a之间刚性接触与冲击，臂架支撑装置3a的支撑面上安装有弹性垫2a。

参见图2和图3所示，臂架1a通过臂架支撑装置3a的第一支撑部件4a和第二支部件5a共同支撑，第一支撑部件4a和第二支部件5a固定到下支架6a上以通过下支架6a支撑第一支撑部件4a和第二支部件5a。第一支撑部件4a和第二支部件5a均安装有弹性垫2a，以减小臂架1a在下降时的冲击以及在工程机械行驶过程中与臂架支撑装置的振动冲击，弹性垫2a在整个过程中起到了吸收冲击及振动的作用。

上述现有技术的臂架支撑装置存在的严重缺点在于：在臂架从非作业状态通过变幅油缸进行举升，以进行工程作业时，由于臂架需要从水平或基本水平状态进行举升，变幅油缸所承受的压迫力巨大，操作非常不灵便，甚至造成变幅油缸损坏。

另外，上述现有技术的臂架支撑装置存在如下缺点：第一，现有臂架支撑装置，其减振技术过于简单，仅仅是在支撑装置上固定一些减振材料，如橡胶垫等弹性垫，这是比较被动的减振方法，减振效果比较差。当臂架收起后下落时，存在一定的冲击，而橡胶垫不能充分吸收冲击，导致大部分的冲击都由臂架及支承基础（例如泵车底盘）承受吸收；第二，采用现有的减振方式，在泵车、流动式起重机等在行驶过程中，臂架支撑装置不能充分吸收臂架的振动，尤其是在工地上，施工现场的路况比较恶劣，行驶路面凹凸不平，这种情况下臂架的振动更大，仅仅采用弹性垫这种减振方式并不能有效的吸收振动，势必会加速臂架的磨损，增大了疲劳断裂的可能；第三，随着城市的发展，为了满足不断升高的泵送高度、起重高度等的要求，工程机械的臂架长度会不断加长，这就导致远离臂架变幅油缸支撑处的冲击更剧烈，抖动幅度更大，而现有臂架支撑装置的减振及吸收冲击方式只是简单的橡胶垫，作为典型的被动减振装置，其效果更无法满足臂架的减振需要。第四，作为减振材料的弹性垫一般通过有机材料制作，长期处于压缩状态会产生不可恢复变形，减振效果会逐渐降低，这会加剧臂架的振动。

有鉴于现有技术的上述缺点，需要提供一种新型的臂架支承装置。

发明内容

本发明首先所要解决的技术问题是提供一种臂架支撑装置，该臂架支撑装置能够在臂架起升时显著减轻变幅油缸承受的负载，增强臂架操作的可靠性。

进一步地，本发明所要解决的技术问题是提供一种工程机械，该工程机械的臂架支撑装置能够在臂架起升时显著减轻变幅油缸承受的负载，增强臂架操作的可靠性。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种臂架支撑装置，包括臂架支撑部件，其中，所述臂架支撑部件安装在升降座上，该升降座连接支撑于竖直设置的至少一个支撑油缸的伸缩活动部的上部，且各个所述支撑油缸的下部固定，各个所述支撑油缸的无杆腔分别经由对应的供油用通断控制阀连接于供油油路，该供油油路连接于液压泵。

优选地，各个所述支撑油缸的无杆腔分别通过对应的无杆腔连接油路连接于对应的蓄能器的油口。

更优选地，所述供油油路上连接有溢流油路，该溢流油路上设置有能够调节溢流压力以用于调节各个所述蓄能器初始充油油压的溢流阀。

具体地，所述供油油路分别经由对应的所述供油用通断控制阀连接到各个所述无杆腔连接油路上。

优选地，各个所述无杆腔连接油路的供油油路连接点与对应的所述蓄能器之间的油路部分上分别设置有减振用通断控制阀、单向节流阀和阻尼孔。

优选地，所述支撑油缸包括间隔设置的第一支撑油缸和第二支撑油缸，所述蓄能器包括分别与该第一支撑油缸和第二支撑油缸对应的第一蓄能器和第二蓄能器；所述第一和第二支撑油缸的有杆腔分别连接有各自的有杆腔连接油路，其中所述第一支撑油缸的有杆腔连接油路连接到所述第二支撑油缸的无杆腔与所述第二蓄能器之间的无杆腔连接油路上且连接在所述第二蓄能器与对应的所述减振用通断控制阀之间，所述第二支撑油缸的有杆腔连接油路连接到所述第一支撑油缸的无杆腔与所述第一蓄能器之间的无杆腔连接油路上且连接在所述第一蓄能器与对应的所述减振用通断控制阀之间。

优选地，各个所述支撑油缸的有杆腔经由各自对应的有杆腔连接油路连接于回油油路；或者各个所述支撑油缸的有杆腔与大气连通。

优选地，，各个所述支撑油缸的无杆腔还经由对应的回油用通断控制阀连接于回油油路。

优选地，各个所述支撑油缸的伸缩活动部的上部为各个所述支撑油缸的活塞杆的上端，该活塞杆通过球形关节铰接于所述升降座。

优选地，所述升降座的两端安装于对应的导向件，所述升降座的两端与对应的所述导向件之间设置有用于引导所述升降座升降的导向结构。

具体地，各个所述支撑油缸的下端固定到支撑油缸固定座上，该支撑油缸固定座的两端固定到两侧的所述导向件上以形成支撑架。

可选择地，所述升降座上还连接于辅助支撑件的上端，该辅助支撑件的下端支撑在辅助支撑弹性件上，该辅助支撑弹性件固定在所述支撑油缸固定座上。

优选地，至少一个所述支撑油缸上穿套有所述辅助支撑弹性件，所述辅助支撑件包括穿套部和支撑部，该辅助支撑件的穿套部穿套在所述支撑油缸上并且支撑在所述辅助弹性件上，所述辅助支撑件的支撑部相对于所述支撑油缸倾斜向上并连接于所述升降座。

此外，本发明提供一种工程机械，其包括臂架和臂架支撑装置，其中，所述臂架支撑装置为上述任一臂架支撑装置。

典型地，所述工程机械为混凝土泵车，所述臂架为布料臂架；或者所述工程机械为流动式起重机，所述臂架为起重臂。

通过上述技术方案，本发明独创性地在臂架支撑装置中采用液压缸进行液压支撑，当臂架从非作业状态通过变幅油缸进行举升以进行作业时，通过打开供油用通断控制阀，使得供油油路向液压缸的有杆腔供油，从而使得液压缸向上推动升降座，由此升降座对臂架形成举升的助力，极大地减轻了变幅油缸的负担，使得变幅油缸的使用寿命延长，显著改善了臂架的作业可靠性。

尤其是，在本发明的臂架支撑装置包括蓄能器以及设置能够调节溢流压力的溢流阀的优选方式下，在臂架未放置在臂架支撑装置上之前，可以将溢流阀的调定压力调节为略高于臂架静态支撑在臂架支撑装置上时对臂架的各个支撑油缸的无杆腔所形成的油压，在臂架未放置在臂架支撑装置上之前，打开各个供油用通断控制阀和减振用供油控制阀，通过液压泵向各个支撑油缸的无杆腔和各个蓄能器内供油，直至溢流阀溢流，从而使得各个蓄能器内的初始油压设定值高于臂架静态支撑在臂架支撑装置上在各个支撑油缸的无杆腔内所形成的油压。这样，当操作人员操作变幅油缸举升臂架时，此时即使不通过上述液压泵向各个支撑油缸的无杆腔供油，由于各个蓄能器的初始油压设定值大于臂架静态支撑在臂架支撑装置上对各个支撑油缸的无杆腔内所形成的油压，当臂架开始起升时，由于臂架施加于臂架支撑装置的负载瞬间减轻，各个支撑油缸与对应的蓄能器之间需要重新建立油压平衡，此时蓄能器内的液压油会回流至相应支撑油缸的无杆腔内，从而使得支撑油缸的活塞杆伸出一段距离，这段距离可以很大程度上减轻臂架初始起升时臂架对臂架变幅油缸的压迫作用，对臂架的举升起到助力作用。

另外，在优选方式下，本发明的臂架支撑装置在工作过程中吸收臂架的冲击能力更强。现有技术的臂架支撑装置对于臂架在下落过程中的冲击并没有有效地吸收，并且随着冲击次数的增多，吸振材料的性能会逐渐降低，使得整机可靠性降低。而在本发明的臂架支撑装置在臂架冲击接触后，其冲击产生的动能及势能迅速转化为有液压油的液压能，通过油路上阻尼结构的阻尼力，并压缩蓄能器中的气腔进行能量转换，从而吸收臂架的冲击能量，臂架的冲击被转化为油液的热能及蓄能器的弹性势能，避免了臂架产生刚性冲击的可能性。同时，本发明的臂架支撑装置吸收臂架的振动的能力更强，工程机械在不平整路面上行驶时，臂架的振动很大，虽然现有技术的臂架支撑装置具有弹性垫，但是在振动时的刚性碰撞对臂架的接触面也是有伤害的，长时间的振动会使臂架出现疲劳损坏，更有甚者，会造成臂架的断裂。本发明的臂架支撑装置能够很好地吸收在行驶的过程中臂架产生的振动，可以在臂架振动时给臂架一些缓冲，消除了刚性碰撞。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

下列附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，其与下述的具体实施方式一起用于解释本发明，但本发明的保护范围并不局限于下述附图及具体实施方式。在附图中：

图1是现有技术中混凝土泵车的臂架支撑在臂架支撑装置上的示意图。

图2和图3分别是现有技术的臂架支撑装置的正视示意图和俯视示意图。

图4和图5是本发明第一种具体实施方式的臂架支撑装置的正视示意图和俯视示意图。

图6是图4所示的臂架支撑装置的液压原理图。

图7和图8是本发明第二种具体实施方式的臂架支撑装置的正视示意图和俯视示意图。

图9和图10是本发明第三种具体实施方式的臂架支撑装置的正视示意图和俯视示意图。

图11是图7和图9所示的臂架支撑装置的液压原理图。

本发明附图标记说明：

1  液压泵；           2  溢流阀；

3  回油用通断控制阀； 4  供油用通断控制阀；

5  可调式节流口；     6  减振用通断控制阀；

7  单向节流阀；       8  阻尼孔；

9  第一蓄能器；       10 第一支撑油缸；

11 第二蓄能器；       12 第二支撑油缸；

13 阻尼孔；           14 单向节流阀；

15 减振用通断控制阀；    16 回油用通断控制阀；

17 可调式节流口；        18 供油用通断控制阀；

19 单向阀；              20 滤油器；

21 弹性垫；              22 第一支撑部件；

23 第二支撑部件；        24 导向件

25 支撑油缸固定座；      26 接近开关；

27 升降座；              28 封装板；

29 辅助支撑件；          30 辅助支撑弹性件；

31 无杆腔连接油路；      32 有杆腔连接油路；

33 供油油路；            34 回油油路；

35 溢流油路。

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，本发明的保护范围并不局限于下述的具体实施方式。

参见图4至图11所示，本发明的臂架支撑装置包括臂架支撑部件，其中，所述臂架支撑部件安装在升降座27上，该升降座27连接支撑于竖直设置的至少一个支撑油缸的伸缩活动部的上部，且各个所述支撑油缸的下部固定，各个所述支撑油缸的无杆腔分别经由对应的供油用通断控制阀3,18连接于供油油路33，该供油油路33连接于液压泵1。

在本发明上述基本实施方式的臂架支撑装置中，当臂架放置在该臂架支撑装置上时，将各个供油用通断控制阀3,18截止，从而各个支撑油缸处于刚性状态，当然在下述的优选实施方式中，本发明还通过蓄能器形成弹性支撑状态（详见下述），当臂架从非作业状态通过变幅油缸进行举升以进行作业时，通过打开供油用通断控制阀3,8，使得供油油路向液压缸的有杆腔供油，从而使得液压缸向上推动升降座27，由此升降座27对臂架形成举升的助力，极大地减轻了变幅油缸的负担，使得变幅油缸的使用寿命延长，显著改善了臂架的作业可靠性。

参见图6和图11所示，优选地，各个所述支撑油缸的无杆腔分别通过对应的无杆腔连接油路31连接于对应的蓄能器的油口。这样，当通过供油油路31对臂架支撑装置充油之后，在关闭各个供油用通断控制阀的状态下，各个支撑油缸可以处于弹性支撑状态，在上述反向支撑功能的基础上，进一步地使得本发明的臂架支撑装置具有吸收冲击和弹性减振的功能。在此情形下，参见图6所示，具体地，所述供油油路33分别经由对应的供油用通断控制阀3,18连接到各个无杆腔连接油路31上。

更优选地，参见图6和图11所示，所述供油油路33上连接有溢流油路35，该溢流油路35上设置有能够调节溢流压力的溢流阀2。在此优选实施方式中，溢流阀2的作用并不仅仅起到安全阀的作用，其还能够起到调节各个蓄能器的初始充油油压的作用。具体地，在这种优选实施方式下，在臂架未放置在臂架支撑装置上之前，可以将溢流阀2的调定压力调节为略高于臂架静态支撑在臂架支撑装置上时对臂架的各个支撑油缸10，12的无杆腔所形成的油压，该油压对于普通技术人员是容易确定的（详见下述）。在臂架未放置在臂架支撑装置上之前，打开各个供油用通断控制阀3,18，通过液压泵向各个支撑油缸的无杆腔和各个蓄能器内供油，直至溢流阀2溢流，从而使得蓄能器内的初始油压设定值高于臂架静态支撑在臂架支撑装置上在各个支撑油缸的无杆腔内所形成的油压。这样，在关闭供油用通断控制阀后，当臂架放置到臂架支撑装置上时，由于臂架的重量，各个支撑油缸的活塞杆会下降一段距离，通过各个蓄能器以及油路的阻尼作用进行正常的减振。当操作人员操作变幅油缸举升臂架时，此时即使不通过上述液压泵向各个支撑油缸的无杆腔供油，即不打开各个供油用通断控制阀，由于各个蓄能器的初始油压设定值大于臂架静态支撑在臂架支撑装置上对各个支撑油缸的无杆腔内所形成的油压，当臂架开始起升时，由于臂架施加于臂架支撑装置的负载瞬间减轻，各个支撑油缸与对应的蓄能器之间需要重新建立油压平衡，此时各个蓄能器液压油会经由相应的无杆腔连接油路31回流至相应的支撑油缸的无杆腔内，从而使得支撑油缸的活塞杆伸出一段距离，这段距离可以很大程度上减轻臂架初始起升时臂架对臂架变幅油缸的压迫作用，对臂架的举升起到助力作用。

优选地，参见图6和图11所示，各个所述无杆腔连接油路31的供油油路连接点与对应的所述蓄能器之间的油路部分上分别设置有减振用通断控制阀6,15、单向节流阀7,14和阻尼孔8,13。各个所述无杆腔连接油路31上的所述单向节流阀中的单向阀连接为能够使得对应的所述蓄能器内输出的液压油反向截止。这主要是考虑到臂架下放时冲击较大，单行节流阀7,14采用图示的连接方向，可以使得臂架下放时液压油快速地流动到蓄能器，从而使得吸收冲击的效果更优良。单向节流阀7,14优选地采用可调式单向节流阀，这样可以通过调节单向节流阀7,14中的节流阀的通流开度，从而可以根据需要调整减振单元内部油路的阻尼效果。

此外，优选地，各个所述支撑油缸的伸缩活动部的上部为各个所述支撑油缸的活塞杆的上端，该活塞杆通过球形关节铰接于所述升降座27。但是对于本领域技术人员容易想到的是，各个支撑油缸也可以使得缸体处于上部，而将活塞杆的端部固定，在此情形下，缸体为各个支撑油缸的伸缩活动部，升降座27可以支撑连接到缸体上。无论其结构如何变型，其均属于本发明的保护范围。

为了帮助本领域技术人员理解本发明的技术方案，以下结合图4至图11更详细地介绍本发明臂架支撑装置各种具体实施方式的机械连接结构和液压连接结构。

图4和图5为本发明第一种具体实施方式的臂架支撑装置的正视示意图和俯视示意图，第一和第二支撑油缸10，12均竖直固定在支撑油缸固定座25上，第一和第二支承油缸10，12的活塞杆的上端与升降座27连接，以支撑该升降座27。上述臂架支撑部件包括间隔布置的第一支撑部件22和第二支撑部件23，第一和第二支撑部件22，23均固定在升降座27上，以用于支撑臂架。第一和第二支撑部件22，23顶部都安装有弹性垫21，以避免刚性接触和臂架磨损，有关第一和第二支撑部件22，23以及用于检测臂架支撑位置的接近开关26等与现有技术相同，只要能够支撑臂架即可，对此不再赘述。

优选地，所述升降座27的两端与对应的导向件24之间设置有用于引导所述升降座27升降的导向结构。例如，所述导向结构包括设置在所述升降座27两端的滚轮以及对应的所述导向件24上的所述滚轮导向槽。

具体地，参见图4和图5所示，如上所述，第一和第二支撑部件22，22均连接（例如焊接）在升降座27，当升降座27因第一和第二支撑油缸10，12的伸缩而上下升降时，第一和第二支撑部件22，22也会跟着升降座27上下升降。升降座27的两侧均安装有滚轮，各个滚轮分别安装到对应的导向件24的导槽内，这样，当臂架下放时对第一和第二支撑部件22，22形成冲击或者在第一和第二支撑部件22，22抖动时，升降座27就会依靠两侧的滚轮沿着两侧的导向件24滚动来上下升降，导向件24既起到了导向的作用，也避免了第一和第二支撑油缸10，12的活塞杆在受力时产生摆动。两侧的导向件24与支撑油缸固定座25可以形成为支撑架的形式，其中支撑油缸固定座25的两端分别对应固定到两侧的导向件24上，在此情形下，例如图3所示的为臂架支撑装置的正视示意图，即图3所示的方位为架支撑装置的正面，上述支撑架的背面可以安装有封装板28，该封装板28上安装有第一和第二蓄能器9，10，第一和第二蓄能器与上述第一和第二支撑油缸10，12具有相应的液压连接关系（参照图6），由此形成两个能量传输的液压系统，以起到吸收冲击的作用。另外，第一和第二支撑油缸10，12的活塞杆的上端与升降座27铰接，优选地通过球形关节形成球铰连接，采用这种连接形式的目的是为了使臂架的压力能够竖直作用于第一和第二支撑油缸10，12的活塞杆，避免活塞杆受到非升降方向上的作用力，使得支撑油缸不会受到损坏。

图6是图4和图5所示的臂架支撑装置的液压原理图，其中，如上所述，各个所述支撑油缸的无杆腔各自通过对应的无杆腔连接油路31经由单向节流阀7,14和阻尼孔8,13连接于对应的蓄能器的油口，即第一支撑油缸10的无杆腔通过其对应的无杆腔连接油路31经由单向节流阀7和阻尼孔8连接到第一蓄能器9的油口，第二支撑油缸12的无杆腔通过其对应的无杆腔连接油路31经由单向节流阀14和阻尼孔13连接于第二蓄能器11的油口。各个支撑油缸与对应的所述蓄能器之间的无杆腔连接油路31上还分别设置有减振用通断控制阀6，15。这可以根据需要，通过减振用通断控制阀6,15使得各个无杆腔连接油路31处于截止状态，从而使得各个支撑油缸处于刚性支撑状态。另外，各个支撑油缸各自对应的无杆腔连接油路31分别经由对应的供油用通断控制阀3,18连接于供油油路33。为了在臂架支撑装置不使用时排出液压油，各个支撑油缸各自的无杆腔还可以分别经由对应的回油用通断控制阀4,16连接于回油油路34。此外，供油油路33上可以连接有溢流油路35，该溢流油路35上设置有溢流阀2，如上所述，这种结构在本发明的反向支撑模式中发挥作用。回油油路34连接于油箱，作为一种常用结构，回油油路24上可以包括并联的滤油器20和单向阀20（作为背压阀使用）。

优选地，第一和第二支撑油缸10，12的有杆腔分别连接于各自的有杆腔连接油路32，其中第一支撑油缸10的有杆腔连接油路32连接到第二支撑油缸12的无杆腔与第二蓄能器11之间的无杆腔连接油路31上且连接在所述第二蓄能器11与对应的所述减振用通断控制阀15之间，第二支撑油缸12的有杆腔连接油路32连接到所述第一支撑油缸10的无杆腔与第一蓄能器11之间的无杆腔连接油路31上且连接在第一蓄能器11与对应的所述减振用通断控制阀6之间。在这种优选形式下，将第一和第二支撑油缸10，12的有杆腔分别通过各自的有杆腔连接油路32连接到相应的无杆腔连接油路上31上，在此情形下，第一和第二支撑油缸10,12的有杆腔以及各自的有杆腔连接油路32也能起到减振作用，由于其与相应的蓄能器是相连接的，因此也能够参与减振工作，尤其是在工程机械处于行驶状态时能够发挥更优良的减振作用。当然，参见图11所示，各个所述支撑油缸的有杆腔也可以经由各自对应的有杆腔连接油路32连接于回油油路，或者各个所述支撑油缸的有杆腔与大气连通。在此情形下，在各个支撑油缸的活塞杆来回伸缩时，有杆腔不会产生负压而影响到支撑油缸的运动。在各个所述支撑油缸的有杆腔与大气连通的情形下，各个支撑油缸实际是作为单作用活塞缸。

在图4和图5所示的臂架支撑装置采用图6所示的液压系统的情形下，该液压系统共有四种工作模式，具体地：

（1）吸收冲击模式

在此模式下，二位二通电磁换向阀形式的回油用通断控制阀3、供油用通断控制阀4、回油用通断控制阀16和供油用通断控制阀18均处于关闭状态，二位二通电磁换向阀形式的减振用通断控制阀6和减振用通断控制阀15处于接通状态，此时第一支撑油缸10的有杆腔与第二支撑油缸12的无杆腔相连通，且经由单向节流阀14与第二蓄能器11连接，以能够与第二蓄能器11交换液压油；第一支撑油缸10的无杆腔与第二支撑油缸12的有杆腔相连通，且经由单向节流阀6与第一蓄能器9连接，以能够与第一蓄能器9交换液压油。

当臂架收回，下落至接触臂架支撑位置时，第一支撑油缸10的无杆腔内的油液通过减振用通断控制阀6、单向节流阀7和阻尼孔8流动到第一蓄能器9的油腔，第二支撑油缸12的无杆腔内的油液通过供油用通断控制阀15、单向节流阀14和阻尼孔13流动到第二蓄能器11的油腔，从而第一和第二蓄能器9，11的气腔受到压缩，容积变小而气压增加。气腔内气体在不断压缩与伸张的变化过程中，吸收了主要的冲击能量，并将大部分的冲击能量转化为蓄能器的压力能吸收，同时，油液在通过单向节流阀7，14以及阻尼孔8,13时，也将臂架冲击的一部分动能和重力势能转化为油液的动能和热能，起到了减小冲击的作用。由于单向节流阀7，14，阻尼孔8,13及第一和第二蓄能器9，11的共同作用，臂架下放的冲击迅速被吸收，臂架趋于平衡状态。

（2）吸收行驶振动模式

在此模式下，各个通断控制阀的通断状态与上述的吸收冲击模式相同，也就是吸收冲击的液压原理状态相同。

当工程机械行驶在不平整的路面上时，在路面的激励下，臂架势必会产生振动，此振动是由上升和下降两个过程组成；

在下降过程时，第一和第二支撑油缸10，12的无杆腔内油液受到挤压，随着液体压力的增大，第一支撑油缸10的无杆腔内的油液通过减振用通断控制阀6、单向节流阀7和阻尼孔8流动到第一蓄能器9的油腔，第二支撑油缸12的无杆腔内的油液通过供油用通断控制阀15、单向节流阀14和阻尼孔13流动到第二蓄能器11的油腔，进一步压缩第一和第二蓄能器9，11内的气体体积，在此过程中由于单向节流阀7，14中的单向阀被打开，所以油液受到的阻力主要是阻尼孔8,13的阻力。第一和第二蓄能器9，11内的气体受到压缩产生的弹性作用力主要起到抑制活塞杆向下运动的作用，蓄能器在这一过程中相当于大刚度弹簧作用。

当第一和第二支撑油缸10，12的活塞运动到最底端后，由于臂架的振动以及油液的压力，第一和第二支撑油缸10，12的活塞存在一个向上运动的趋势，此时称为臂架上升过程，第一和第二蓄能器9，11内的油液各自通过阻尼孔8,13及单向节流阀7，14流动到第一和第二支撑油缸10，12的无杆腔，由于单向节流阀7，14的单向阀处于关闭状态，所以油路产生较大的阻尼力。正是由于单向节流阀7，14的大阻尼作用，抑制了活塞杆的上升运动，并迅速的衰减振动，从而起到缓冲和吸收振动的作用。

（3）刚性支撑模式

在此模式下，图6中所有的通断控制阀均处于关闭状态，切断第一和第二蓄能器9，11与第一和第二支撑油缸10，12直接的连接油路，蓄能器失去作用，第一和第二蓄能器9，11独立支撑臂架重量，由于油液的可压缩性很小，此时臂架支撑装置失去弹性作用，使得臂架支撑装置处于刚性状态。

（4）反向支撑模式

在此模式下，液压系统初始状态为：回油用通断控制阀3、供油用通断控制阀4、回油用通断控制阀16和供油用通断控制阀18均处于关闭状态，减振用通断控制阀6和减振用通断控制阀15处于接通状态，此时臂架支撑在臂架支撑装置上，如果此时工程机械处于静止状态，当操作人员开始通过操作变幅油缸而举升臂架时，由于臂架放置在臂架支撑装置上处于水平或基本水平的状态，变幅油缸举升臂架非常费力，变幅油缸所受的压迫作用较大。为了改善这种状况，参见图6和图11所示，可以使得供油用通断控制阀4和6处于接通状态，并且优选地可以将减振用通断控制阀6,15截止（减振用通断控制阀6,15也可以处于导通状态），此时通过液压泵的运转向各个支撑油缸的无杆腔供油，例如在图6中，液压油经由供油用通断控制阀3和可调式节流口5供应到第一支撑油缸10的无杆腔，同时液压油经由供油用通断控制阀18和可调式节流口17供应到第二支撑油缸12的无杆腔，从而使得各个支撑油缸向上举升，对臂架的起升起到助力作用，使得变幅油缸受到的压迫作用大为减轻，其中可调试节流口5,17可以适当地调节供油流量，从而在帮助臂架起升时更加平稳，避免对臂架造成冲击。

更优选地，参见图6和图11所示，如上所述，连接于液压泵1的供油油路33连接有溢流油路35，该溢流油路35上设置有溢流阀2，在这种优选实施方式下，在臂架未放置在臂架支撑装置上之前，可以将将溢流阀2的调定压力调节为略高于臂架静态支撑在臂架支撑装置上时对臂架的各个支撑油缸10，12的无杆腔所形成的油压，该油压对于普通技术人员是容易确定的，由于臂架在不作业的收拢放置状态下采用两点支撑，其中臂架支撑装置为其中的支撑之一，另一个支撑为臂架与回转台的铰接点，在此情形下，臂架支撑装置承受的负载可以基本确定为臂架重量的二分之一，例如在图6中由于存在两个支撑油缸，该油压可以为臂架重量的四分之一除以第一支撑油缸或第二支撑油缸内的活塞的横截面面积，在图11中由于存在一个支撑油缸，在不存在其它辅助弹性支撑件的情形下，可以为臂架重量的二分之一除以第一支撑油缸10的活塞的横截面面积。在臂架未放置在臂架支撑装置上之前，打开各个供油用通断控制阀和减振用供油控制阀（此时各个回油用通断控制阀关闭），通过液压泵向各个支撑油缸的无杆腔和各个蓄能器内供油，直至溢流阀2溢流，例如在图1中，在此情形下显然使得第一和第二蓄能器9，10内的初始油压设定值高于臂架静态支撑在臂架支撑装置上在各个支撑油缸的无杆腔内所形成的油压。这样，在关闭供油用通断控制阀后，当臂架放置到臂架支撑装置上时，由于臂架的重量，各个支撑油缸的活塞杆会下降一段距离，通过各个蓄能器以及油路的阻尼作用进行正常的减振。当操作人员操作变幅油缸举升臂架时，此时即使不通过上述液压泵向各个支撑油缸的无杆腔供油，即不打开各个供油用通断控制阀，由于各个蓄能器的初始油压设定值大于臂架静态支撑在臂架支撑装置上对各个支撑油缸的无杆腔内所形成的油压，当臂架开始起升时，由于臂架施加于臂架支撑装置的负载瞬间减轻，各个支撑油缸与对应的蓄能器之间需要重新建立油压平衡，此时第一和第二蓄能器9，10内油液通过阻尼孔8,13、单向节流阀7，14及减振用通断控制阀6和减振用通断控制阀15回流至第一和第二支撑油缸10，12的无杆腔内，从而使得第一和第二支撑油缸10，12的活塞杆伸出一段距离，这段距离可以很大程度上减轻臂架初始起升时臂架对臂架变幅油缸的压迫作用，对臂架的举升起到助力作用。由于油液在从蓄能器流至支撑油缸的无杆腔时，分别通过阻尼孔8,13以及单向节流阀7，14中的节流孔，所以流速很小，几乎对臂架没有冲击作用，平稳性较好。

图7和图8为本发明第二种具体实施方式的臂架支撑装置的正视示意图和俯视示意图，在本方案中，此种形式的臂架支撑装置采用了液压吸振和弹簧吸振两种方法相结合，该臂架支撑装置包括一个支撑油缸，即第一支撑油缸10，该第一支撑油缸10、升降座27、支撑油缸固定座25以及导向件等的结构与上述第一种具体实施方式的结构相同，不再重复描述。不同的是，该第二种实施方式的臂架支撑装置还包括辅助支撑结构，具体地，支撑油缸固定座25上安装有辅助支撑弹性件30（典型地可以为螺旋弹簧），该辅助支撑弹性件30的上端支撑有辅助支撑件29，该辅助支撑件29的上端连接到升降座27上。优选地，参见图7所示，辅助支撑弹性件30穿套在第一支撑油缸10的缸体上，所述辅助支撑件29包括穿套部和支撑部，所述穿套部穿套到第一支撑油缸10的缸体上并且支撑于辅助支撑弹簧件30的上端，所述辅助支撑件的支撑部自所述穿套部相对于第一支撑油缸10倾斜向上延伸，并且连接于升降座27（具体连接的方式可以采用铰接等形式）。在该第二种具体实施方式下，当臂架落到该臂架支撑装置的第一和第二支承部件22，33上时，或者臂架在振动的时候，升降座27上下升降，此时，第一支撑油缸10的活塞杆和辅助支撑件29同时上下移动进行吸振，油缸是通过压缩液压油，辅助支撑件通过压缩辅助支撑弹性件30进行吸振，两者共同作用来吸收振动和冲击，从而起到良好的吸收冲击和振动的效果。

图9和图10是本发明第三种具体实施方式的臂架支撑装置的正视示意图和俯视示意图，在该第三种具体实施方式中，与图4和图5所示的第一种具体实施方式相比，其仅采用第一支撑油缸10以及相应的第一蓄能器9，相关的连接结构与上述第一种具体实施方式相同，不再重复描述。

图11显示图7和图9所示的臂架支撑装置的液压原理图，其液压连接结构与图6相比更加简化，并实现上述的吸收冲击模式、吸收行驶振动模式、刚性支撑模式以及反向支撑模式的原理相似，对此不再赘述。

在本发明的上述各个实施方式中，本发明的主要技术要点在于：其一，本发明优选地采用升降座及导向件的升降导向结构设计，实现了臂架支撑装置的支撑部件（例如第一和第二支撑部件22，22）沿垂直方向的上下移动，并确保了活塞杆不发生摆动，保证了升降运动的平稳性。第二，支撑油缸的活塞杆（以及辅助支撑件的支撑部的上端）采用球铰式的连接结构，使得臂架的压力均基本沿着活塞杆运动方向作用于油缸，对油缸形成保护作用。第三，采用液压减振系统代替了原有的弹性垫（例如橡胶垫）的减振方式，实现了可靠的吸收冲击的性能。第四，尤其优选地，采用蓄能器加可调式单向节流阀以及阻尼空的结构形式，更加有效地实现了臂架下放时的巨大冲击吸收吸能以及在恶劣路况下行驶时对臂架振动衰减及吸收性能。另外，通过液压泵泵油，并通过溢流阀确保蓄能器的初始油压，从而在臂架起升时对臂架起升形成助力，有效地减少了臂架对变幅油缸的压迫作用。

由上描述可以看出，本发明优点在于：第一，本发明的臂架支撑装置吸收臂架的冲击能力更强。现有技术的臂架支撑装置对于臂架在下落过程中的冲击并没有有效地吸收，并且随着冲击次数的增多，吸振材料的性能会逐渐降低，使得整机可靠性降低，而在本发明的臂架支撑装置在臂架冲击接触后，其冲击产生的动能及势能迅速转化为有液压油的液压能，通过油路上阻尼结构的阻尼力，并压缩蓄能器中的气腔进行能量转换，从而吸收臂架的冲击能量，臂架的冲击被转化为油液的热能及蓄能器的弹性势能，避免了臂架产生刚性冲击的可能性。第二，本发明的臂架支撑装置吸收臂架的振动的能力更强，工程机械（例如泵车）在不平整路面上行驶时，臂架的振动很大，虽然现有的臂架支撑装置具有弹性垫，但是在振动时的刚性碰撞对臂架的接触面也是有伤害的，长时间的振动会使臂架出现疲劳损坏，更有甚者，会造成臂架的断裂。本发明的臂架支撑装置能够很好地吸收在行驶的过程中臂架产生的振动，可以在臂架振动时给臂架一些缓冲，消除了刚性碰撞。第三，尤其是，本发明优选形式的臂架支撑装置能够有效地减轻臂架对变幅油缸的压迫作用。现有的臂架支撑装置对臂架的起升并没有托起的功能。本发明通过设置两个换向阀，在臂架要升起时，通过给支撑油缸的无杆腔注入一定的油液，使其能略微升高一段距离，从来降低了臂架对变幅油缸的压迫作用，延长了变幅油缸的寿命，提高了油缸及整机的可靠性。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明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。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (15)

1.臂架支撑装置，包括臂架支撑部件，其中，所述臂架支撑部件安装在升降座（27）上，该升降座（27）连接支撑于竖直设置的至少一个支撑油缸的伸缩活动部的上部，且各个所述支撑油缸的下部固定，各个所述支撑油缸的无杆腔分别经由对应的供油用通断控制阀（3,18）连接于供油油路（33），该供油油路（33）连接于液压泵（1）。

2.根据权利要求1所述的臂架支撑装置，其中，各个所述支撑油缸的无杆腔分别通过对应的无杆腔连接油路（31）连接于对应的蓄能器的油口。

3.根据权利要求2所述的臂架支撑装置，其中，所述供油油路（33）上连接有溢流油路（35），该溢流油路（35）上设置有能够调节溢流压力以用于调节各个所述蓄能器初始充油油压的溢流阀（2）。

4.根据权利要求2所述的臂架支撑装置，其中，所述供油油路（33）分别经由对应的所述供油用通断控制阀（3,18）连接到各个所述无杆腔连接油路（31）上。

5.根据权利要求4所述的臂架支撑装置，其中，各个所述无杆腔连接油路（31）的供油油路连接点与对应的所述蓄能器之间的油路部分上分别设置有减振用通断控制阀（6,15）、单向节流阀（7,14）和阻尼孔（8,13）。

6.根据权利要求5所述的臂架支撑装置，其中，所述支撑油缸包括间隔设置的第一支撑油缸（10）和第二支撑油缸（12），所述蓄能器包括分别与该第一支撑油缸（10）和第二支撑油缸（12）对应的第一蓄能器（9）和第二蓄能器（11）；

所述第一和第二支撑油缸（10，12）的有杆腔分别连接有各自的有杆腔连接油路（32），其中所述第一支撑油缸（10）的有杆腔连接油路（32）连接到所述第二支撑油缸（12）的无杆腔与所述第二蓄能器（11）之间的无杆腔连接油路（31）上且连接在所述第二蓄能器（11）与对应的所述减振用通断控制阀（15）之间，所述第二支撑油缸（12）的有杆腔连接油路（32）连接到所述第一支撑油缸（10）的无杆腔与所述第一蓄能器（11）之间的无杆腔连接油路（31）上且连接在所述第一蓄能器（11）与对应的所述减振用通断控制阀（6）之间。

7.根据权利要求1所述的臂架支撑装置，其中，各个所述支撑油缸的有杆腔经由各自对应的有杆腔连接油路（32）连接于回油油路；或者各个所述支撑油缸的有杆腔与大气连通。

8.根据权利要求1所述的臂架支撑装置，其中，各个所述支撑油缸的无杆腔还经由对应的回油用通断控制阀（4,16）连接于回油油路（34）。

9.根据权利要求1所述的臂架支撑装置，其中，各个所述支撑油缸的伸缩活动部的上部为各个所述支撑油缸的活塞杆的上端，该活塞杆通过球形关节铰接于所述升降座（27）。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的臂架支撑装置，其中，所述升降座（27）的两端安装于对应的导向件（24），所述升降座（27）的两端与对应的所述导向件（24）之间设置有用于引导所述升降座（27）升降的导向结构。

11.根据权利要求10所述的臂架支撑装置，其中，各个所述支撑油缸的下端固定到支撑油缸固定座（25）上，该支撑油缸固定座（25）的两端固定到两侧的所述导向件（24）上以形成支撑架。

12.根据权利要求11所述的臂架支撑装置，其中，所述升降座（27）上还连接于辅助支撑件（29）的上端，该辅助支撑件（29）的下端支撑在辅助支撑弹性件（30）上，该辅助支撑弹性件（30）固定在所述支撑油缸固定座（25）上。

13.根据权利要求12所述的臂架支撑装置，其中，至少一个所述支撑油缸上穿套有所述辅助支撑弹性件（30），所述辅助支撑件（29）包括穿套部和支撑部，该辅助支撑件（29）的穿套部穿套在所述支撑油缸上并且支撑在所述辅助弹性件（30）上，所述辅助支撑件（29）的支撑部相对于所述支撑油缸倾斜向上并连接于所述升降座（27）。

14.工程机械，包括臂架和臂架支撑装置，其中，所述臂架支撑装置为根据权利要求1至13中任一项所述的臂架支撑装置。

15.根据权利要求14所述的工程机械，其中，所述工程机械为混凝土泵车，所述臂架为布料臂架；或者所述工程机械为流动式起重机，所述臂架为起重臂。

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