CN103696996A - 起重机的液压控制系统及起重机 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种起重机的液压控制系统及起重机，液压控制系统包括泵系统、马达系统、电磁阀、制动器和先导油泵，所述泵系统能够提供动力至所述马达系统，所述制动器用于制动所述马达系统中的马达，所述制动器和所述电磁阀之间连接有控制管路，控制管路中通有液压油，所述电磁阀的进油口连接于所述先导油泵，所述电磁阀能够换向以使所述先导油泵泵出的液压油通过所述控制管路流入所述制动器，或使所述液压油不流入所述控制管路，从而使所述控制管路与油箱连通。

Description

起重机的液压控制系统及起重机

技术领域

本发明涉及一种起重机的液压控制系统及起重机。

背景技术

起重机的起升机构在进行微动作时，常需要进行二次起升。二次起升需要等待系统工作压力升高到设定压力才能进行起升，否则起重机用于起吊负载的卷扬因为动力不够会出现反转而使负载下滑。

为等待系统工作压力升高到设定压力，起重机的液压控制系统中通常设置制动器用于制动起重机的卷扬。在制动器制动时，卷扬无法转动和起升负载，当系统工作压力升高到设定压力后，制动器被打开解除制动，卷扬才能够转动，从而保证系统工作压力已升高到设定压力，负载不下滑。

然而，当提升比较重的负载时，由于起重机的液压控制系统充油的延时性、马达内部泄漏、液压油的可压缩性等影响，常常当制动器完全开启时，系统工作压力产生的起升力矩仍不足以克服负载力矩，此时马达在负载力矩的作用下将会产生反转，使得负载下降，即引起起升机构在二次起升时出现下滑现象。这种现象对液压起重机的设计与操作均有不利影响。

为了避免二次起升下滑现象的发生，通常需要延迟开启制动器，即等待系统中的压力升高到设定压力再开启制动器。对于下滑现象尤为明显的闭式系统来说，延迟开启制动器尤为必要。闭式系统对控制制动器延迟开启的方式以及设定延迟开启时间的方式都具有更高的要求。

目前，较多采用的防二次起升下滑的制动器控制方法为压力记忆法，即从起重机的起升侧接压力传感器，设置延迟系数来控制制动器的电磁阀的得电时刻。延迟系数是指实时监测到的系统压力与记忆压力之间的比值。合理的延迟系数可以避免二次起升下滑的同时得到较好的动态特性。

图1所示为现有的起重机的液压控制系统的示意图。如图1所示，泵系统10通过液压管路连接马达系统20，并输出动力至马达系统20。马达系统20连接起重机的卷扬，用于驱动卷扬转动以升起和降下负载。马达系统20中的马达201与减速机相连接，减速机会受到内部制动器40的制动。

在泵系统10和变量马达系统20之间还连接有电磁阀30，电磁阀30连接制动器40的液压控制管路401。通过控制电磁阀30的电磁铁Ya得电或失电，可以控制制动器40打开（解除制动）或闭合（实现制动）。

当电磁阀30的电磁铁Ya得电，电磁阀30处于左位，从泵系统10中的补油泵101引出的管路101a连接电磁阀30的进油口30p，并且液压油流动至制动器40的进油口，以控制制动器与减速机脱离开，即解除对马达201的制动；当电磁铁Ya失电，电磁阀30处于右位，管路101a中的液压油被电磁阀30阻断而无法流入制动器40的进油口，制动器40内部的液压油经过电磁阀30流回油箱而释放掉压力，制动器40在内部弹簧的作用下关闭实现制动，从而制动器40保持对马达201的制动。

在这种控制方法中，当电磁铁Ya由失电状态切换到得电状态，从图1中进油口30p流入制动器40的控制油对制动器40的开启时间也有很大影响，从而直接影响到延迟系数的设定。目前闭式液压系统中，制动器40的开启液压油均取自泵系统10的补油回路，即，从补油泵101泵出的液压油经过过滤器10a和电磁换向阀10b，直接通过管路连通于电磁阀30的进油口30p，而补油回路中不可避免的存在明显的压力波动，补油压力一般在30bar左右，制动器的开启压力一般为18bar左右，补油压力的波动使得该回路压力有时会低于18bar，从而使得压力波动影响到了制动器40的开启状态及开启时间，使得开启时间不确定，这就给延迟系数的设定带来了更大的困难。

发明内容

本发明的目的是提出一种起重机的液压控制系统，以解决补油回路中的压力波动影响制动器的开启状态及开启时间的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种起重机的液压控制系统，包括泵系统、马达系统、电磁阀、制动器和先导油泵，所述泵系统提供动力至所述马达系统，所述制动器用于制动所述马达系统中的马达，所述制动器和所述电磁阀之间连接有控制管路，所述控制管路中通有液压油以控制制动器对马达实现制动或解除制动，所述电磁阀的进油口连接于所述先导油泵，所述电磁阀能够换向以使所述先导油泵泵出的液压油通过所述控制管路流入所述制动器，或使所述液压油不流入所述控制管路而使所述控制管路与油箱连通。

在本发明液压控制系统的一实施例中，所述先导油泵和所述电磁阀之间连接有先导阀组，所述先导阀组包括设置在液压管路中的蓄能器。

在本发明液压控制系统的一实施例中，所述先导阀组还包括并联设置在所述先导油泵和所述蓄能器之间的过滤器、第二单向阀和报警器。

在本发明液压控制系统的一实施例中，所述先导阀组还包括设置在并联的所述过滤器、所述第二单向阀和所述报警器与所述蓄能器之间的溢流阀。

在本发明液压控制系统的一实施例中，所述先导阀组还包括第一单向阀，其设置在所述先导油泵和并联的所述过滤器、所述第二单向阀和所述报警器之间。

在本发明液压控制系统的一实施例中，所述先导油泵的进油口连通于油箱。

在本发明液压控制系统的一实施例中，所述电磁阀为两位二通电磁换向阀，当所述电磁阀的电磁铁）得电，所述电磁阀位于上位，所述先导油泵泵出的液压油通过所述电磁阀流入所述控制管路，当所述电磁铁失电，所述电磁阀位于下位，使所述先导油泵泵出的所述液压油不进入所述控制管路。

在本发明液压控制系统的一实施例中，所述马达传动连接于所述起重机的卷扬，用于控制所述卷扬转动以升起或降下负载，所述泵系统包括泵，所述泵的第一油口通过液压管路连接于所述马达的第一油口，所述泵的第二油口通过液压管路连接于所述马达的第二油口。

在本发明液压控制系统的一实施例中，所述液压控制系统还包括控制电磁阀，用以控制所述泵从所述第一油口输出液压油，或从所述第二油口输出液压油。

本发明还提出一种起重机，包括上述的液压控制系统。

本发明采用专门的先导油泵和先导阀组控制电磁阀的入口液压油，而不是采用压力波动较大的补油回路，在液压系统中，控制回路的流量较补油回路要小的多，这样就使得这种设计的控制回路成为一个稳定的恒压油源，不存在明显的压力波动现象。避免了由于压力波动引起的制动器开启时间的不确定的现象。从而消除了控制压力对延迟系数的设定的影响，更方便准确的设定延迟系数。避免二次起升下滑的同时使闭式卷扬系统具有更好的动态特性，对整机性能及元件寿命都有很大的提高。

附图说明

图1所示为现有的起重机的液压控制系统的示意图。

图2所示为本发明一实施例的起重机的液压控制系统的示意图。

具体实施方式

图2所示为本发明一实施例的起重机的液压控制系统的示意图。如图2所示，液压系统包括泵系统1、马达系统2、电磁阀3和制动器4。泵系统1用于提供动力至马达系统2，由马达系统2驱动起重机的卷扬（图未示）实现正转或反转，以起升或下降重物。马达系统2中的马达21会受到制动器4的制动，电磁阀3用于控制制动器4对马达21的制动和解除制动。

如图2所示，泵系统1包括控制电磁阀11、变量缸12和泵13。电磁阀11可以通过变量缸12控制泵系统中的泵13输出液压油的方向。即，控制泵13将液压油从第一油口131输出而从第二油口132流回，或从第二油口132输出而从第一油口131流回，以下具体介绍。

控制电磁阀11由两个刚性连接的三位三通电磁换向阀111和112组成，当控制电磁阀11的左侧电磁铁11a得电时，补油泵102泵出的液压油经电磁阀102b和电磁换向阀112左位进入变量缸12右侧，变量缸12左侧的液压油通过电磁换向阀111左位流回油箱，驱动变量缸12内的弹簧向左侧运动，进而驱动与弹簧刚性连接的泵13逆时针旋转，从而控制泵13输出液压油的方向为从泵13的第一油口131流出，从第二油口132流回。

同理，当右侧电磁铁11b得电时，补油泵102泵出的液压油经电磁阀102b和电磁换向阀111右位进入变量缸12左侧，变量缸12右侧的液压油通过电磁换向阀112右位流回油箱，驱动变量缸12内的弹簧向右侧运动，进而驱动与弹簧刚性连接的驱动泵13顺时针旋转，从而控制泵13输出液压油的方向为从泵13的第二油口132流出，从第一油口131流回。

在液压油从泵13的第一油口131流出而从第二油口132的情况下，液压油是从连接第一油口131的液压管路131a输入到马达系统2的马达21的第一油口21a，以控制马达21转动，带动连接马达21的卷扬（图未示）正转或反转。另外，通过马达21的液压油从马达21的第二油口21b流出，并经过液压管路132a流回到泵13的第二油口132中。

制动器4用于制动马达21，制动器4由控制管路7控制，控制管路7中通有液压油，可以控制制动器4开启（解除制动）或闭合（实现制动）。电磁阀3连接于控制管路7，用于控制该控制管路7中液压油的通断，从而间接控制制动器4的开启或闭合。

电磁阀3为两位二通电磁阀，当电磁阀3的电磁铁3a失电，电磁阀3处于图2所示的下位，控制管路7中的液压油被切断，制动器4能够制动马达21；当电磁阀3的电磁铁3a得电而处于图2所示的上位时，控制管路7中的液压油被导通，制动器4解除对马达21的制动，从而马达21能够继续运转。

控制管路7中的液压油的压力由先导油泵5提供。如图2所示，先导油泵5泵出液压油提供动力。先导油泵5的出油口5p连接先导阀组6，先导阀组6包括第一单向阀61、第二单向阀62、过滤器63、报警器64和蓄能器65。先导油泵5的出油口5p首先连接第一单向阀61，然后连接并联的第二单向阀62、过滤器63和报警器64，之后经过蓄能器65并连接至电磁阀3的进油口3p，即通过电磁阀3连接控制管路7。

先导油泵5的进油口连通于油箱，先导油泵5泵出的油液经过第一单向阀61和过滤器63流入电磁阀3的进油口3p，当电子阀3的电磁铁3a得电时，油液从进油口3p通过控制管路7流入制动器4，使制动器4解除对马达21的制动；当电磁铁3a失电时，油液无法流入制动器4，所以制动器4继续制动马达21。

本实施例中，还可以在单向阀62、过滤器63和报警器64的下游且在蓄能器65的上游设置溢流阀66，用于产生先导阀组6的平衡背压。通常情况下油液经过过滤器63，当压力不足时由蓄能器65补足，当过滤器63被堵塞后，油液可以经过单向阀62导通，并且此时报警器64检测到过滤器63两端的压力升高，可以发出警报通知操作人员。此外，还可以在蓄能器65的下游与电磁阀3的进油口3p之间设置压力传感器7，用于检测先导阀组6系统中的压力。

由上述可知，本发明采用专门的先导油泵和先导阀组控制电磁阀的入口液压油（即当电磁阀3处于左位时导通至控制管路7中的液压油），而不是采用压力波动较大的补油回路，在液压系统中，控制回路的流量较补油回路要小的多，这样就使得这种设计的控制回路成为一个稳定的恒压油源，不存在明显的压力波动现象。避免了由于压力波动引起的制动器开启时间的不确定的现象。从而消除了控制压力对延迟系数的设定的影响，更方便准确的设定延迟系数。避免二次起升下滑的同时使闭式卷扬系统具有更好的动态特性，对整机性能及元件寿命都有很大的提高。

此外，本发明的先导阀组中更设置了用于稳定控制压力的蓄能器，限定控制压力的溢流阀，过滤器及堵塞报警，更进一步稳定了控制压力。

虽然已参照几个典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离本发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在所附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为所附权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种起重机的液压控制系统，包括泵系统（1）、马达系统（2）、电磁阀（3）、制动器（4）和先导油泵（5），其特征在于，所述泵系统（1）提供动力至所述马达系统（2），所述制动器（4）用于制动所述马达系统（2）中的马达（21），所述制动器（4）和所述电磁阀（3）之间连接有控制管路（7），所述控制管路（7）中通有液压油，所述电磁阀（3）的进油口连接于所述先导油泵（5），所述电磁阀（3）能够换向以使所述先导油泵（5）泵出的液压油通过所述控制管路（7）流入所述制动器（4），或使所述液压油不流入所述控制管路（7）而使所述控制管路（7）与油箱连通。

2.如权利要求1所述的起重机的液压控制系统，其特征在于，所述先导油泵（5）和所述电磁阀（3）之间连接有先导阀组（6），所述先导阀组（6）包括设置在液压管路中的蓄能器（65）。

3.如权利要求2所述的起重机的液压控制系统，其特征在于，所述先导阀组（6）还包括并联设置在所述先导油泵（5）和所述蓄能器（65）之间的过滤器（63）、第二单向阀（62）和报警器（64）。

4.如权利要求3所述的起重机的液压控制系统，其特征在于，所述先导阀组（6）还包括设置在并联的所述过滤器（63）、所述第二单向阀（62）和所述报警器（64）与所述蓄能器（65）之间的溢流阀（66）。

5.如权利要求4所述的起重机的液压控制系统，其特征在于，所述先导阀组（6）还包括第一单向阀（61），其设置在所述先导油泵（5）和并联的所述过滤器（63）、所述第二单向阀（62）和所述报警器（64）之间。

6.如权利要求1所述的起重机的液压控制系统，其特征在于，所述先导油泵（5）的进油口连通于油箱。

7.如权利要求1所述的起重机的液压控制系统，其特征在于，所述电磁阀（3）为两位二通电磁换向阀，当所述电磁阀（3）的电磁铁（3a）得电，所述电磁阀（3）位于上位，所述先导油泵（5）泵出的液压油通过所述电磁阀（3）流入所述控制管路（7），当所述电磁铁（3a）失电，所述电磁阀（3）位于下位，使所述先导油泵（5）泵出的所述液压油不进入所述控制管路（7）。

8.如权利要求1所述的起重机的液压控制系统，其特征在于，所述马达（21）传动连接于所述起重机的卷扬，用于控制所述卷扬转动以升起或降下负载，所述泵系统（1）包括泵（13），所述泵（13）的第一油口（131）通过液压管路连接于所述马达（21）的第一油口（21a），所述泵（13）的第二油口（132）通过液压管路（132）连接于所述马达（21）的第二油口（21b）。

9.如权利要求8所述的起重机的液压控制系统，其特征在于，所述液压控制系统还包括控制电磁阀（11），用以控制所述泵（13）从所述第一油口（131）输出液压油，或从所述第二油口（132）输出液压油。

10.一种起重机，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的液压控制系统。

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