CN103896155A - 控制双缸顺序伸缩的液控系统、吊臂机构及起重机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种控制双缸顺序伸缩的液控系统、吊臂机构及起重机，其中，液控系统包括具有切换压力油方向作用的伸缩控制联、内置芯管的第一伸缩油缸、第二伸缩油缸和顺序阀；伸缩控制联具有第一工作油口和第二工作油口，伸缩控制联的第二工作油口与第一伸缩油缸的有杆腔连通，伸缩控制联的第一工作油口通过第一伸缩油缸内置的芯管与顺序阀的第一工作油口连通，顺序阀的第二工作油口与第一伸缩油缸的无杆腔连通；第二伸缩油缸的有杆腔与第一伸缩油缸的有杆腔连通，第二伸缩油缸的无杆腔连通芯管与顺序阀之间的油路。本发明依靠机械控制双缸顺序伸出，依靠液压控制双缸顺序缩回，原理简单、操作简单、可靠性高。

Description

控制双缸顺序伸缩的液控系统、吊臂机构及起重机

技术领域

本发明涉及工程机械领域，尤其是关于一种用于控制双缸顺序伸缩的液控系统、采用该液控系统的吊臂机构，以及具有该吊臂机构的直臂随车起重机。

背景技术

目前，直臂随车起重机的吊臂伸缩多为同步伸缩,其方法为一根伸缩液压缸根据伸缩臂总节数拖带相应套数绳排，继而带动各节伸缩臂同步伸缩。但当吊臂拖动一定负载、伸缩臂节数多于3节时，臂架变形、单绳负载过大容易导致钢丝绳断裂，存在安全问题。

随着市场、技术的发展，双缸完成吊臂伸缩技术成为发展的趋势。直臂随车起重机吊臂的顺序伸缩是指各节伸缩臂按一定顺序完成伸出与缩回动作。为了使各节伸缩臂伸缩后的起重能力与起重机起重特性相匹配，伸出顺序为从外到内，依次伸出，顺序缩回为从内到外，依次缩回。因直臂随车起重机外形尺寸相关标准的要求及外观的考虑，一般将伸缩液压缸布置于伸缩臂架内。直臂随车起重机臂体截面较小，为满足市场随车起重机带载伸缩需求，可在较重负载工况下伸缩的直臂随车起重机伸缩液压缸数目一般为两个。第一根伸缩液压缸拖动第一节伸缩臂，第二根伸缩液压缸根据伸缩臂总节数拖带相应套数绳排，继而带动除第一节伸缩臂以外的各节伸缩臂同步伸缩。

专利CN201110047816.6提出的大吨位直臂随车起重机双缸拉索臂体伸缩装置，其工作原理是：第一伸缩油缸带动二节臂伸缩，第二伸缩油缸通过拉索结构带动三、四、五、六节臂同步伸缩。该专利可满足多变的起重重量及工作速度的要求，但是只提出了机械结构的实现方法，没有给出控制双缸顺序伸缩的实现方法。

专利CN201010605795.0提出的吊臂顺序伸缩液压系统，其工作原理是：顺序伸依靠机液换向阀的液控功能，只有当臂体伸到位后，压力上升，打开机液换向阀，压力油进入下一级油缸；顺序缩依靠的是机液换向阀的机控功能，当臂体缩回后，撞块撞击机液换向阀上的行程开关，压力油进入上一级油缸。该专利采用了特制的机液换向阀，有液控压力和行程开关两种开启方法，分别用于控制伸出及缩回。该机液换向阀存在很多缺点，如结构复杂、成本高、可靠性低等，特别是其液控功能限制了该专利的应用范围：下一级吊臂用的机液换向阀的控制压力必须比上一级的高，为避免系统压力过高，因此不适用于吊臂节数过多的随车起重机；当起重重量较大时，负载产生的压力可能会超过换向阀的开启压力，导致换向阀意外开启，从而连通各级油缸油路，因此不适用于大吨位或具有带载伸缩要求的随车起重机。该带芯管的油缸的活塞杆内设三条油道，存在结构复杂、尺寸大、可靠性低及成本高的缺点。此外，在顺序伸的最初一段行程范围，各级油缸大腔连通，伸出顺序不可控。

专利US5501346及专利ES2085045T3提出的多节臂顺序伸缩系统，采用了特制的油缸，顺序伸时，当活塞运动到顶部时，利用液压缸芯管端部周向开有对称的通油口，液压缸大腔方能与活塞杆油道连通，压力油进入下一级液压缸；顺序缩时，当活塞运动到底部时，触发行程开关，液压缸大腔方能通过机控单向阀进入上一级液压缸。由于顺序伸缩的切换全部依靠机械触发，因此动作可靠。但是采用了特殊制造的液压缸，其结构复杂、通用性差、成本高、可维护性低，不适用于液压缸内置的直臂随车起重机。

专利US5518129A提出的多节臂顺序伸缩系统，其顺序伸是依靠机动换向阀的触发，其顺序缩是依靠液压缸底部的机动单向阀的触发。与专利US5501346相比，取消了芯管，重新设计了油缸底部的机控单向阀，大大简化了液压缸结构，但是液压缸仍需专门制造，并且需要增加软管卷筒用于最后一级液压缸大腔回油管的安置，较适用于安装空间大的折臂随车起重机。

专利DE3806390A1提出的多节臂伸缩技术，采用的电控插装阀分别控制每个液压缸大腔油道的通断，可通过设置电磁阀的通断顺序来实现顺序伸缩，但是也存在液压缸需特制、电磁阀可靠性低、需要附加线路卷筒等缺点。

专利CN201818571U提出的一种控制两个油缸顺序伸缩的液压系统，其特点是两个换向阀及两个平衡阀，分别控制两个液压缸，原理简单，但是操作复杂，元件数量较多，通用性较差，如应用于直臂随车起重机，需要额外增加软管卷筒或软管导链，安装尺寸大，导致吊臂截面增大。

此外，直臂随车起重机吊臂实现双缸顺序伸缩的方法还在两根伸缩液压缸之间的油路上安装一片电磁阀，第一根伸缩液压缸完成动作后，再操纵电磁阀使第二根液压缸开始动作。此方法成本高且结构复杂，需增加控制线束卷放装置，由于电磁阀和卷线装置的可靠性不高从而增加了整个机构的失效概率。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提出一种控制双缸顺序伸缩的液控系统、吊臂机构及起重机，该液控系统操作简单，能够控制吊臂机构在较重负载工况下顺序伸缩，且伸缩顺序安全可靠。

为实现上述目的，本发明提供了一种控制双缸顺序伸缩的液控系统，它包括具有切换压力油方向作用的伸缩控制联、内置芯管的第一伸缩油缸、第二伸缩油缸和顺序阀；

所述伸缩控制联具有第一工作油口和第二工作油口，所述伸缩控制联的第二工作油口与所述第一伸缩油缸的有杆腔连通，所述伸缩控制联的第一工作油口通过所述第一伸缩油缸内置的所述芯管与所述顺序阀的第一工作油口连通，所述顺序阀的第二工作油口与所述第一伸缩油缸的无杆腔连通；

所述第二伸缩油缸的有杆腔与所述第一伸缩油缸的有杆腔连通，所述第二伸缩油缸的无杆腔连通所述芯管与所述顺序阀之间的油路；

所述第二伸缩油缸的伸出阻力大于所述第一伸缩油缸的伸出阻力。

进一步的，所述伸缩控制联包括一换向阀，所述换向阀包括压力油口、回油口、第一工作油口、第二工作油口和中位回油口，所述换向阀具有第一工作位、第二工作位和第三工作位，所述换向阀在第一工作位时，所述换向阀的压力油口、回油口、第一工作油口、第二工作油口相互之间均不连通，通过所述换向阀的压力油口进入的压力油通过所述换向阀的中位回油口回油箱；所述换向阀在第二工作位时，所述换向阀的压力油口与所述换向阀的第一工作油口连通，所述换向阀的回油口与所述换向阀的第二工作油口连通；所述换向阀在第三工作位时，所述换向阀的压力油口与所述换向阀的第二工作油口连通，所述换向阀的回油口与所述换向阀的第一工作油口连通；所述换向阀的压力油口与进油管路连通，所述换向阀的回油口与油箱连通，所述换向阀的第一工作油口与所述第一伸缩油缸内置的所述芯管连通，所述换向阀的第二工作油口与所述第一伸缩油缸的有杆腔连通。

进一步的，所述换向阀的第一工作油口与所述第一伸缩油缸内置的所述芯管连通的油路上旁接有第一次级溢流阀，所述第一次级溢流阀的出油口与油箱连通。

进一步的，所述换向阀的第二工作油口与所述第一伸缩油缸的有杆腔连通的油路上旁接有第二次级溢流阀，所述第二次级溢流阀的出油口与油箱连通。

进一步的，所述第一伸缩油缸包括第一活塞杆和第一缸体，所述第一活塞杆包括杆段和密封段，所述第一活塞杆的杆段内设置有一空腔，所述芯管穿过所述第一活塞杆的密封段，所述芯管的一端位于所述第一活塞杆的杆段的空腔内，且与所述伸缩控制联连通；所述芯管的另一端固定设置在所述第一缸体的缸底，且与所述顺序阀连通；所述第一活塞杆的杆段上设置有第一有杆腔油道，所述第一有杆腔油道的一端与所述伸缩控制联连通，所述第一有杆腔油道的另一端与所述第一伸缩油缸的有杆腔连通。

进一步的，所述第二伸缩油缸包括第二活塞杆和第二缸体，所述第二活塞杆包括杆段和密封段，所述第二活塞杆内设置有第二无杆腔油道，所述第二无杆腔油道的其中一端通过油管连通所述芯管与所述顺序阀之间的油路，所述第二无杆腔油道的另一端与所述第二伸缩油缸的无杆腔连通；所述第二活塞杆的杆段内设置有第二有杆腔油道，所述第二有杆腔油道的其中一端通过油管与所述第一伸缩油缸的有杆腔连通，所述第二有杆腔油道的另一端与所述第二伸缩油缸的有杆腔连通。

进一步的，所述伸缩控制联与所述第一伸缩油缸之间的油路上设置一平衡阀。

进一步的，所述平衡阀包括第一工作油口、第二工作油口、第三工作油口、第四工作油口，所述平衡阀的第一工作油口与所述伸缩控制联的第一工作油口连通，所述平衡阀的第二工作油口与所述伸缩控制联的第二工作油口连通，所述平衡阀的第三工作油口与所述第一伸缩油缸内置的所述芯管连通，所述平衡阀的第四工作油口与第一伸缩油缸的有杆腔连通。

进一步的，所述顺序阀设置在所述第一伸缩油缸的缸体底部。

为实现上述目的，本发明还提供了一种吊臂机构，它包括固定臂和至少两节伸缩臂，它还包括上述的控制双缸顺序伸缩的液控系统，所述控制双缸顺序伸缩的液控系统中的第一伸缩油缸的活塞杆与所述固定臂固定连接，所述第一伸缩油缸的缸体与第一节伸缩臂固定连接，所述控制双缸顺序伸缩的液控系统中的第二伸缩油缸的活塞杆与所述第一节伸缩臂固定连接，所述第二伸缩油缸的缸体与第二节伸缩臂固定连接；所述第一伸缩油缸带动所述第一节伸缩臂伸出和缩回；所述第二伸缩油缸通过多组伸出拉索机构和回缩拉索机构带动所述第二节伸缩臂以及所述第二节伸缩臂以上的伸缩臂伸出和缩回。

为实现上述目的，本发明还提供了一起重机，它包括上述的吊臂机构。

基于上述技术方案，本发明至少具有以下有益效果：

本发明通过伸缩控制联控制切换压力油的方向，能够实现伸出、缩回和停止工作位的控制，当伸缩控制联切换到伸出工作位时，由于负责带动第二节以上的伸缩臂伸缩的第二伸缩油缸的伸出阻力大于负责带动第一节伸缩臂伸缩的第一伸缩油缸的伸出阻力，因此第一伸缩油缸及第一节伸缩臂先伸出，而第二伸缩油缸及第二节以上的伸缩臂后伸出，从而保证了双缸的顺序伸出；当伸缩控制联切换到缩回工作位时，通过顺序阀的压力控制可靠地保证了只有在第二伸缩油缸完全缩回后第一伸缩油缸方能缩回；因此，本发明提供的控制双缸顺序伸缩的液控系统在双缸顺序伸出时依靠机械控制，在双缸顺序缩回依靠液压控制，原理简单、操作简单、可靠性高，从而保证了起重机起重性能更好地发挥。

在一优选实施例中，通过第一伸缩油缸特有的芯管结构结合顺序阀，使所有需要连接的油口之间两两相对静止，从而避免了管道伸缩的问题；且平衡阀、第一伸缩油缸与第二伸缩油缸之间的管道连接无长度变动；因此，无须使用卷筒或拖链等输送油液，具有易于布置、占用空间小、可靠性高等特点，可广泛应用于吊臂内部安装空间小、维修装卸工作量大的直臂随车起重机。

本发明适用于直臂随车起重机中的吊臂机构在双缸控制下顺序伸缩，特别是较重负载工况下的吊臂的顺序伸缩及带载伸缩。

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为本发明提供的控制双缸顺序伸缩的液控系统的原理示意图；

图2为本发明提供的吊臂机构（五节臂）的结构示意图。

图中：

1－伸缩控制联；11－第一单向阀；12－换向阀；13－A侧次级溢流阀；14－B侧次级溢流阀；P－换向阀的压力油口；T－换向阀的回油口；A－换向阀的第一工作油口；B－换向阀的第二工作油口；

2－平衡阀；21－第一顺序阀；22－第二单向阀；23－节流阀；C1－平衡阀的第一工作油口；C2－平衡阀的第二工作油口；C3－平衡阀的第三工作油口；C4－平衡阀的第四工作油口；

3－第一伸缩油缸；31－第一活塞杆；32－第一有杆腔油道；33－芯管；34－芯管油道；35－第一有杆腔；36－第一无杆腔；37－第一缸体；A1－第一伸缩油缸的第一工作油口；B1－第一伸缩油缸的第二工作油口；A2－第一伸缩油缸的第三工作油口；B2－第一伸缩油缸的第四工作油口；A5－第一伸缩油缸的第五工作油口；A6－第一伸缩油缸的第六工作油口；

B3－第一伸缩油缸的七工作油口；

4－第二伸缩油缸；41－第二活塞杆；42－第二有杆腔；43－第二有杆腔油道；44－第二无杆腔油道；45－第二无杆腔；46－第二缸体；A7－第二伸缩油缸的第一工作油口；A8－第二伸缩油缸的第二工作油口；B4－第二伸缩油缸的第三工作油口；B5－第二伸缩油缸的第四工作油口；

5－顺序阀；51－第二顺序阀；52－第三单向阀；A3－顺序阀的第一工作油口；A4－顺序阀的第二工作油口；

6－回缩拉索；7－第一组伸出拉索；8－第二组伸出拉索；

Ⅰ－固定臂；Ⅱ－第一节伸缩臂；Ⅲ－第二节伸缩臂；Ⅳ－第三节伸缩臂；Ⅴ－第四节伸缩臂。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供的控制双缸顺序伸缩的液控系统包括伸缩控制联1、平衡阀2、第一伸缩油缸3、第二伸缩油缸4及顺序阀5。

伸缩控制联1用于切换压力油方向，实现对油缸伸缩动作的控制。如图1所示，图1中给出了伸缩控制联1的一种具体实现结构，但并不限于此结构。图1中的伸缩控制联1包括第一单向阀11、换向阀12、A侧次级溢流阀13、B侧次级溢流阀14。

换向阀12上设置有压力油口P、回油口T、第一工作油口A、第二工作油口B，以及中位回油口。换向阀12具有第一工作位、第二工作位和第三工作位，换向阀12在第一工作位时，压力油口P、回油口T、第一工作油口A、第二工作油口B相互之间均不连通，通过压力油口P进入的压力油通过中位回油口回油箱；换向阀12在第二工作位时，压力油口P与第一工作油口A连通，回油口T与第二工作油口B连通，换向阀12在第三工作位时，压力油口P与第二工作油口B连通，回油口T与第一工作油口A连通。

换向阀12的压力油口P与进油管路连通，第一单向阀11设置在进油管路上，第一单向阀11的出油口与换向阀12的压力油口P连通，以防止油液倒流。换向阀12的回油口T与油箱连通。换向阀12的第一工作油口A与平衡阀2的第一工作油口C1连通，换向阀12的第二工作油口B与平衡阀2的第二工作油口C2连通。在换向阀12的第一工作油口A与平衡阀2的第一工作油口C1连通的油路上优选旁接A侧次级溢流阀13，A侧次级溢流阀13的出油口与油箱连通，在换向阀12的第二工作油口B与平衡阀2的第二工作油口C2连通的油路上优选旁接B侧次级溢流阀14，B侧次级溢流阀14的出油口与油箱连通。

上述实施例中，优选旁接的A侧次级溢流阀13和优选旁接的B侧次级溢流阀14与一般的溢流阀相比具有尺寸规格更小，压力流量梯度更大的优点。

平衡阀2安装在第一活塞杆31的端部，可以保证吊臂在载荷下平稳缩回。平衡阀2的第一工作油口C1与换向阀12的第一工作油口A连通，平衡阀2的第二工作油口C2与换向阀12的第二工作油口B连通。平衡阀2的第三工作油口C3与第一伸缩油缸3的第一工作油口A1直接连通，无须管路连接；平衡阀2的第四工作油口C4与第一伸缩油缸3的第二工作油口B1直接连通，无须管路连接，可以防止因漏损或管道破坏而造成吊臂回缩。

如图1所示，图1中给出了平衡阀2的一种具体实现结构，但并不限于此结构。图1中，平衡阀2的第一工作油口C1与第三工作油口C3之间设置有第一顺序阀21和第二单向阀22，第一顺序阀21的进油口与平衡阀2的第三工作油口C3连通，第一顺序阀21的出油口与平衡阀2的第一工作油口C1连通。第二单向阀22的进油口与平衡阀2的第一工作油口C1连通，第二单向阀22的出油口与平衡阀2的第三工作油口C3连通，平衡阀2的第二工作油口C2与第四工作油口C4连通，第一顺序阀21上旁接节流阀23，节流阀23的另一端连通平衡阀2的第二工作油口C2与第四工作油口C4之间的油路。

第一伸缩油缸3为内置芯管的结构形式，第一伸缩油缸3包括第一活塞杆31、芯管33及第一缸体37，并设有第一有杆腔油道32、芯管油道34，以及第一工作油口A1、第二工作油口B1、第三工作油口A2、第四工作油口B2、第五工作油口A5、第六工作油口A6、第七工作油口B3。

第一活塞杆31设置在第一缸体37内，将第一缸体37的内腔分割成第一有杆腔35及第一无杆腔36两部分。第一活塞杆31分为杆段和密封段，第一活塞杆31的杆段内沿轴向设置有一空腔，空腔的一端与第一伸缩油缸3的第一工作油口A1连通，第一工作油口A1设置在第一活塞杆31的杆段的端部。芯管33由无缝钢管制成，芯管33的一端穿过第一活塞杆31的密封段设置在第一活塞杆31的杆段内部的空腔中，芯管33的另一端固定在第一缸体37的底部。芯管33可跟随第一缸体37的伸缩运动在第一活塞杆31的空腔内自由滑动。芯管33与第一缸体37的底部的连接处设置有第三工作油口A2，第三工作油口A2与芯管33内部连通。第一伸缩油缸3的第一工作油口A1与第三工作油口A2之间形成芯管油道34。为防止芯管油道34与第一无杆腔36之间串油，在芯管33与第一活塞杆31的密封段的接触处设置有密封装置。

第一有杆腔油道32设置在第一活塞杆31的杆段内，与空腔平行，第一有杆腔油道32的其中一端与第一伸缩油缸3的第二工作油口B1连通，第二工作油口B1设置在第一活塞杆31的杆段的端部，第一有杆腔油道32的另一端与第一伸缩油缸3的第四工作油口B2连通，第四工作油口B2设置在第一活塞杆31的杆段上，且与第一有杆腔35连通。

第一伸缩油缸3的第五工作油口A5设置在第一缸体37的底部，且与第一缸体37的第一无杆腔36连通管。

第一伸缩油缸3的第六工作油口A6设置在第一缸体37的底部，且与第三工作油口A2连通。

第一伸缩油缸3的第七工作油口B3设置在第一缸体37上靠近端部的位置，且与第一缸体37的第一有杆腔35连通。

由于芯管33的端面始终承受油液的纵向压力，为避免油液压力过大导致芯管33纵向弯曲损坏，在伸缩控制联1设置A侧次级溢流阀13，对芯管33中的油液最高压力进行限制。

第二伸缩油缸4包括第二活塞杆41和第二缸体46，并设有第二有杆腔油道43、第二无杆腔油道44，以及第一工作油口A7、第二工作油口A8、第三工作油口B4、第四工作油口B5。

第二活塞杆41设置在第二缸体46内，将第二缸体46的内腔分割成第二有杆腔42及第二无杆腔45两部分。第二活塞杆41分为杆段和密封段。

第二无杆腔油道44沿轴向设置在第二活塞杆41内，第二无杆腔油道44的一端与第二伸缩油缸4的第一工作油口A7连通，第一工作油口A7设置在第二活塞杆41的杆段靠近端部的位置，第二无杆腔油道44通过第一工作油口A7和油管与第一伸缩油缸3的第六工作油口A6连通。第二无杆腔油道44的另一端与第二伸缩油缸4的第二工作油口A8连通，第二工作油口A8设置在第二活塞杆41的密封段，第二无杆腔油道44通过第二工作油口A8与第二活塞杆41的第二无杆腔45连通。

第二有杆腔油道43设置在第二活塞杆41的杆段内，且与第二无杆腔油道44平行，第二有杆腔油道43的一端与第二伸缩油缸4的第三工作油口B4连通，第三工作油口B4设置在第二活塞杆41的杆段靠近端部的位置，第二有杆腔油道43通过第三工作油口B4和油管与第一伸缩油缸3的第七工作油口B3连通；第二有杆腔油道43的另一端与第二伸缩油缸4的第四工作油口B5连通，第四工作油口B5设置在第二活塞杆41的杆段，第二有杆腔油道43通过第四工作油口B5与第二缸体46的第二有杆腔42连通。

顺序阀5直接设置在第一缸体37的底部，通过顺序阀5的压力控制可靠地保证了只有在第二伸缩油缸4完全缩回后第一伸缩油缸3方能缩回。顺序阀5设有第一工作油口A3、第二工作油口A4，其中，顺序阀5的第一工作油口A3与第一伸缩油缸3的第三工作油口A2连通，顺序阀5的第二工作油口A4与第一伸缩油缸3的第五工作油口A5连通。

如图1所示，图1中给出了顺序阀5的一种具体实现结构，但并不限于此结构。图1中顺序阀5的第一工作油口A3至第二工作油口A4方向的油液可自由连通。顺序阀5包括第二顺序阀51和第三单向阀52，第二顺序阀51的进油口与顺序阀5的第二工作油口A4连通，第二顺序阀5的出油口与顺序阀5的第一工作油口A3连通，第三单向阀52的进油口与顺序阀5的第一工作油口A3连通，第三单向阀52的出油口与顺序阀5的第二工作油口A4连通。

为避免油液压力过大导致芯管33发生纵向弯曲破坏，又需要保证油液压力足够大以实现带载伸出，因此，在换向阀12的第一工作油口A及换向阀12的回油口T之间设置A侧次级溢流阀13。

为通过溢流增大液压系统阻尼，降低缩回时的压力波动以及利用负载自重实现吊臂缩回，从而提高运动平稳性、降低能耗，又需要保证油液压力足够大以实现空载缩回，因此，在换向阀12的第二工作油口B及换向阀12的回油口T之间设置B侧次级溢流阀14。

上述实施例中，换向阀12可以采用三位六通换向阀，有a、b、c三个工作位，在a工作位下，压力油口P与第一工作油口A连通，回油口T与第二工作油口B连通，在b工作位下，压力油口P与第二工作油口B连通，回油口T与第一工作油口A连通，在c工作位下，压力油口P、回油口T、第一工作油口A、第二工作油口B相互之间均不连通，通过压力油口P进入的液压油通过中位回油口回油箱。a、b、c三个工作位分别对应油缸伸出、缩回及停止三种动作。

本发明提供的吊臂机构采用上述的控制双缸顺序伸缩的液控系统。下面列举本发明提供的吊臂机构的一具体实施例。

如图2所示，在本实施例中，吊臂机构包括五节臂，分别为固定臂Ⅰ、第一节伸缩臂Ⅱ、第二节伸缩臂Ⅲ、第三节伸缩臂Ⅳ、第四节伸缩臂Ⅴ，还包括回缩拉索6、第一组伸出拉索机构7、第二组伸出拉索机构8，以及本发明提供的上述的控制双缸顺序伸缩的液控系统。

固定臂Ⅰ内设置有第一节伸缩臂Ⅱ，第一节伸缩臂Ⅱ能够回缩于固定臂Ⅰ内，并且能够伸出固定臂Ⅰ；第一节伸缩臂Ⅱ内设置第二节伸缩臂Ⅲ，第二节伸缩臂Ⅲ能够回缩于第一节伸缩臂Ⅱ内，并且能够伸出第一节伸缩臂Ⅱ；第二节伸缩臂Ⅲ内设置有第三节伸缩臂Ⅳ，第三节伸缩臂Ⅳ能够回缩于第二节伸缩臂Ⅲ内，并且能够伸出第二节伸缩臂Ⅲ；第三节伸缩臂Ⅳ内设置有第四节伸缩臂Ⅴ，第四节伸缩臂Ⅴ能够回缩于第三节伸缩臂Ⅳ内，并且能够伸出第三节伸缩臂Ⅳ。

控制双缸顺序伸缩的液控系统中的第一伸缩油缸3的设置为：第一伸缩油缸3的第一活塞杆31与固定臂Ⅰ固定连接，第一伸缩油缸3的第一缸体37与第一节伸缩臂Ⅱ固定连接。

控制双缸顺序伸缩的液控系统中的第二伸缩油缸4的设置为：第二伸缩油缸4的第二活塞杆41与第一节伸缩臂Ⅱ固定连接，第二伸缩油缸4的第二缸体46与第二节伸缩臂Ⅲ固定连接。

回缩拉索6通过第一伸缩油缸3、第二伸缩油缸4将第二节伸缩臂Ⅲ与第四节伸缩臂Ⅴ连接，结合第一组伸出拉索结构7与第二组伸出拉索机构8，用于第二节伸缩臂Ⅲ缩回时带动第三节伸缩臂Ⅳ、第四节伸缩臂Ⅴ同步缩回；第一组伸出拉索机构7将第一节伸缩臂Ⅱ、第二节伸缩臂Ⅲ及第三节伸缩臂Ⅳ连接，用于第二节伸缩臂Ⅲ伸出时带动第三节伸缩臂Ⅳ同步伸出；第二组伸出拉索机构8将第二节伸缩臂Ⅲ、第三节伸缩臂Ⅳ及第四节伸缩臂Ⅴ连接，用于第三节伸缩臂Ⅳ伸出时带动第四节伸缩臂Ⅴ同步伸出。

由图1及图2可看出，平衡阀2与第一伸缩油缸3的第一工作油口A1、平衡阀2与第一伸缩油缸3的第二工作油口B1，第一伸缩油缸3的七工作油口B3与第二伸缩油缸4的第三工作油口B4、第一伸缩油缸3的第六工作油口A6与第二伸缩油缸4的第一工作油口A7等需要管路连接的油口或部件都两两相对静止。因此，伸缩控制联1、平衡阀2、第一伸缩油缸3、第二伸缩油缸4与顺序阀5之间无管道伸缩问题，无须使用卷筒或拖链等输送油液，具有易于布置、占用空间小、可靠性高等特点，适用于直臂随车式起重机的吊臂机构内部安装空间小、维修装卸工作量大的结构特点。

本发明上述实例中提供的采用控制双缸顺序伸缩的液控系统的吊臂机构的工作原理，具体如下：

1、伸出动作：伸缩控制联1切换到换向阀12的a工作位，换向阀12的压力油口P进油，压力油经伸缩控制联1中换向阀12的第一工作油口A、平衡阀2、第一伸缩油缸3的第一工作油口A1、芯管油道34进入第一缸体37的底部，在第一缸体37的底部分成两条并联油路：一条经第一伸缩油缸3的第三工作油口A2、顺序阀5的第一工作油口A3、顺序阀5、顺序阀5的第二工作油口A4、第一伸缩油缸3的第五工作油口A5进入第一无杆腔36；另一条经第一伸缩油缸3的第六工作油口A6、第二伸缩油缸4的第一工作油口A7、第二无杆腔油道44、第二伸缩油缸的第二工作油口A8进入第二无杆腔45。

双缸的伸出顺序将取决于各缸的伸出阻力。根据图2中的吊臂机构的结构示意图，第一伸缩油缸3直接带动第一节伸缩臂Ⅱ伸出，第二伸缩油缸4通过第一组伸出拉索机构7及第二组伸出拉索机构8带动第二节伸缩臂Ⅲ、第三节伸缩臂Ⅳ及第四节伸缩臂Ⅴ共三节臂同步伸出。基于受力分析可知，第一伸缩油缸3伸出的运动阻力包括负载、第一节伸缩臂Ⅱ、第二节伸缩臂Ⅲ、第三节伸缩臂Ⅳ和第四节伸缩臂Ⅴ的自重，以及固定臂Ⅰ与第一节伸缩臂Ⅱ之间的摩擦力；而第一组伸出拉索机构7与第二组伸出拉索机构8具有将各自受力放大一倍的效果，第二伸缩油缸4伸出的运动阻力包括三倍的负载、相应放大的第一节伸缩臂Ⅱ、第二节伸缩臂Ⅲ、第三节伸缩臂Ⅳ和第四节伸缩臂Ⅴ的自重与相应放大的各节臂之间的摩擦力。显然，伸出阻力大的第二伸缩油缸4不动，伸出阻力小的第一伸缩油缸3先动。

依靠机械负载的不同，第一缸体37首先伸出，第一有杆腔35的回油经第一伸缩油缸3的第二工作油口B2、第一有杆腔油道32、第一伸缩油缸3的第二工作油口B1、平衡阀2、伸缩控制联1中换向阀12的第二工作油口B、回油口T回油箱。

当第一伸缩油缸3达到行程后若伸缩控制联1的换向阀12仍在a工作位，油液压力继续升高，克服第二伸缩油缸4的伸出阻力，使第二缸体46伸出，第二有杆腔42的回油经第二伸缩油缸4的第四工作油口B5、第二有杆腔油道43、第二伸缩油缸4的第三工作油口B4、第一伸缩油缸3的七工作油口B3、第一有杆腔35、第一伸缩油缸3的第四工作油口B2、第一有杆腔油道32、第一伸缩油缸3的第二工作油口B1、平衡阀2、伸缩控制联1中换向阀12的第二工作油口B、回油口T回油箱。在整个伸出过程中，通过A侧次级限压阀13实现压力限定功能。这样，双缸依次伸出，带动各节臂相应伸出，就完成了顺序伸出。

2、缩回动作：伸缩控制联1切换到换向阀12的b工作位，通过伸缩控制联1中换向阀12的压力油口P进油，压力油经换向阀12的第二工作油口B、平衡阀2、第一伸缩油缸3的第二工作油口B1、第一有杆腔油道32、第一伸缩油缸3的第四工作油口B2、第一有杆腔35、第一伸缩油缸3的七工作油口B3、第二伸缩油缸4的第三工作油口B4、第二有杆腔油道43、第二伸缩油缸4的第四工作油口B5进入第二有杆腔42，第二无杆腔45的回油经第二伸缩油缸4的第二工作油口A8、第二无杆腔油道44、第二伸缩油缸4的第一工作油口A7、第一伸缩油缸3的第六工作油口A6、芯管油道34、第一伸缩油缸3的第一工作油口A1、平衡阀2、伸缩控制联1中换向阀12的第一工作油口A、回油口T回油箱，第二缸体46在压力油的作用下缩回；第二缸体46缩回到位后若伸缩控制联1中的换向阀12仍在b工作位，油液压力继续升高，当油液压力与第一伸缩油缸3的缩回阻力的差值大于顺序阀5设定的开启压力值时，顺序阀5开启，压力油经伸缩控制联1中换向阀12的第二工作油口B、平衡阀2、第一伸缩油缸3的第二工作油口B1、第一有杆腔油道32、第一伸缩油缸3的第四工作油口B2进入第一有杆腔35，第一无杆腔36的回油经第一伸缩油缸3的第五工作油口A5、顺序阀5的第二工作油口A4、顺序阀5、顺序阀5的第一工作油口A3、第一伸缩油缸3的第三工作油口A2、芯管油道34、第一伸缩油缸3的第一工作油口A1、平衡阀2、伸缩控制联1中换向阀12的第一工作油口A、回油口T回油箱，第一缸体37在压力油的作用下缩回，直到回缩到位为止；在整个缩回过程中，通过B侧次级限压阀14实现压力限定功能；这样，双缸依次缩回，带动各节臂相应缩回，就完成了顺序回缩。

3、静止承载：伸缩控制联1切换到换向阀12的c工作位，通过伸缩控制联1中换向阀12的压力油口P进油，油液将通过中位回油口回油箱，系统卸荷，第一伸缩油缸3和第二伸缩油缸4在换向阀12、平衡阀2及顺序阀5的作用下锁定。

本发明提供的起重机包括本发明提供的上述的吊臂机构，上述的吊臂机构包括本发明提供的上述的控制双缸顺序伸缩的液控系统。本发明提供的起重机可以为直臂随车起重机。

本发明提供的控制双缸顺序伸缩的液控系统与现有技术相比，至少具有以下有益效果：

1、在伸缩控制联设置A侧次级溢流阀，有效地保护了第一伸缩油缸，避免了芯管在过高的油液压力作用下纵向弯曲破坏，同时又能够满足带载伸缩的压力需求。

2、在伸缩控制联设置B侧次级溢流阀，从而可利用负载及吊臂自重缩回，极大降低缩回压力，并提高运动平稳性、降低能耗、延长工作时间，同时又能够满足空载缩回的压力需求。

3、运用了双缸顺序伸缩带多节臂混合伸缩的方式：伸出时，第一伸缩油缸受阻力小，第二伸缩油缸受阻力大，保证了双缸的顺序伸出；缩回时，通过顺序阀的压力控制可靠地保证了只有第二伸缩油缸完全缩回后第一伸缩油缸方能缩回。因此，双缸的顺序伸出依靠机械控制，双缸的顺序缩回依靠液压控制，原理简单、可靠高，性能稳定，不会出现第二伸缩缸缩回后再次伸出的现象。

4、第一伸缩油缸为带芯管的结构形式，第一活塞杆上仅开有两条油道，与开有三条油道的油缸相比，结构简单、工艺性好、可靠性高、成本低。

5、第一伸缩油缸特有的芯管结构结合顺序阀，使所有需要连接的油口之间两两相对静止，从而避免了管道伸缩的问题。平衡阀、第一伸缩油缸与第二伸缩油缸之间的管道连接无长度变动。因此，无须使用卷筒或拖链等输送油液，具有易于布置、占用空间小、可靠性高等特点，可广泛应用于吊臂内部安装空间小、维修装卸工作量大的直臂随车起重机的结构特点。

6、顺序阀安装于第一缸体的底部，通过接头直接连接在第一伸缩油缸的底部，避免了控制阀与油缸一体式结构带来的结构复杂、成本高及维修困难等问题。

需特别说明本发明的伸缩特点：性能稳定，不会出现第二伸缩缸缩回后再次伸出的现象。

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 (11)

1.一种控制双缸顺序伸缩的液控系统，其特征在于：它包括具有切换压力油方向作用的伸缩控制联、内置芯管的第一伸缩油缸、第二伸缩油缸和顺序阀；

所述伸缩控制联具有第一工作油口和第二工作油口，所述伸缩控制联的第二工作油口与所述第一伸缩油缸的有杆腔连通，所述伸缩控制联的第一工作油口通过所述第一伸缩油缸内置的所述芯管与所述顺序阀的第一工作油口连通，所述顺序阀的第二工作油口与所述第一伸缩油缸的无杆腔连通；

所述第二伸缩油缸的有杆腔与所述第一伸缩油缸的有杆腔连通，所述第二伸缩油缸的无杆腔连通所述芯管与所述顺序阀之间的油路。

2.如权利要求1所述的控制双缸顺序伸缩的液控系统，其特征在于：所述伸缩控制联包括一换向阀，所述换向阀包括压力油口、回油口、第一工作油口、第二工作油口和中位回油口，所述换向阀具有第一工作位、第二工作位和第三工作位，所述换向阀在第一工作位时，所述换向阀的压力油口、回油口、第一工作油口、第二工作油口相互之间均不连通，通过所述换向阀的压力油口进入的压力油通过所述换向阀的中位回油口回油箱；所述换向阀在第二工作位时，所述换向阀的压力油口与所述换向阀的第一工作油口连通，所述换向阀的回油口与所述换向阀的第二工作油口连通；所述换向阀在第三工作位时，所述换向阀的压力油口与所述换向阀的第二工作油口连通，所述换向阀的回油口与所述换向阀的第一工作油口连通；所述换向阀的压力油口与进油管路连通，所述换向阀的回油口与油箱连通，所述换向阀的第一工作油口与所述第一伸缩油缸内置的所述芯管连通，所述换向阀的第二工作油口与所述第一伸缩油缸的有杆腔连通。

3.如权利要求2所述的控制双缸顺序伸缩的液控系统，其特征在于：所述换向阀的第一工作油口与所述第一伸缩油缸内置的所述芯管连通的油路上旁接有第一次级溢流阀，所述第一次级溢流阀的出油口与油箱连通。

4.如权利要求2所述的控制双缸顺序伸缩的液控系统，其特征在于：所述换向阀的第二工作油口与所述第一伸缩油缸的有杆腔连通的油路上旁接有第二次级溢流阀，所述第二次级溢流阀的出油口与油箱连通。

5.如权利要求1所述的控制双缸顺序伸缩的液控系统，其特征在于：所述第一伸缩油缸包括第一活塞杆和第一缸体，所述第一活塞杆包括杆段和密封段，所述第一活塞杆的杆段内设置有一空腔，所述芯管穿过所述第一活塞杆的密封段，所述芯管的一端位于所述第一活塞杆的杆段的空腔内，且与所述伸缩控制联连通；所述芯管的另一端固定设置在所述第一缸体的缸底，且与所述顺序阀连通；所述第一活塞杆的杆段上设置有第一有杆腔油道，所述第一有杆腔油道的一端与所述伸缩控制联连通，所述第一有杆腔油道的另一端与所述第一伸缩油缸的有杆腔连通。

6.如权利要求1或5所述的控制双缸顺序伸缩的液控系统，其特征在于：所述第二伸缩油缸包括第二活塞杆和第二缸体，所述第二活塞杆包括杆段和密封段，所述第二活塞杆内设置有第二无杆腔油道，所述第二无杆腔油道的其中一端通过油管连通所述芯管与所述顺序阀之间的油路，所述第二无杆腔油道的另一端与所述第二伸缩油缸的无杆腔连通；所述第二活塞杆的杆段内设置有第二有杆腔油道，所述第二有杆腔油道的其中一端通过油管与所述第一伸缩油缸的有杆腔连通，所述第二有杆腔油道的另一端与所述第二伸缩油缸的有杆腔连通。

7.如权利要求1所述的控制双缸顺序伸缩的液控系统，其特征在于：所述伸缩控制联与所述第一伸缩油缸之间的油路上设置一平衡阀。

8.如权利要求7所述的控制双缸顺序伸缩的液控系统，其特征在于：所述平衡阀包括第一工作油口、第二工作油口、第三工作油口、第四工作油口，所述平衡阀的第一工作油口与所述伸缩控制联的第一工作油口连通，所述平衡阀的第二工作油口与所述伸缩控制联的第二工作油口连通，所述平衡阀的第三工作油口与所述第一伸缩油缸内置的所述芯管连通，所述平衡阀的第四工作油口与第一伸缩油缸的有杆腔连通。

9.如权利要求1所述的控制双缸顺序伸缩的液控系统，其特征在于：所述顺序阀设置在所述第一伸缩油缸的缸体底部。

10.一种吊臂机构，它包括固定臂和至少两节伸缩臂，其特征在于：它还包括如权利要求1-9任一项所述的控制双缸顺序伸缩的液控系统，所述控制双缸顺序伸缩的液控系统中的第一伸缩油缸的活塞杆与所述固定臂固定连接，所述第一伸缩油缸的缸体与第一节伸缩臂固定连接，所述控制双缸顺序伸缩的液控系统中的第二伸缩油缸的活塞杆与所述第一节伸缩臂固定连接，所述第二伸缩油缸的缸体与第二节伸缩臂固定连接；所述第一伸缩油缸带动所述第一节伸缩臂伸出和缩回；所述第二伸缩油缸通过多组伸出拉索机构和回缩拉索机构带动所述第二节伸缩臂以及所述第二节伸缩臂以上的伸缩臂伸出和缩回。

11.一种起重机，其特征在于：它包括如权利要求10所述的吊臂机构。

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