CN103950854B - 三卷扬联动系统及工程机械 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种三卷扬联动系统及工程机械。该三卷扬联动系统包括主油路和先导油路，主油路包括由泵组驱动的相互并联的第一卷扬装置、第二卷扬装置及第三卷扬装置，先导油路包括用于控制主阀的先导手柄，还包括用于控制第二卷扬装置和第三卷扬装置联动的自动收绳阀块及第四主阀，自动收绳阀块选择性的连通第二液压马达的B口和第三液压马达的A口，第四主阀通过自动收绳阀块使泵组驱动第二液压马达和第三液压马达。本发明所述的三卷扬联动系统，只需要控制一个先导手柄，即可实现三个卷扬装置的联动控制，进而简化操作、降低操作要求，减少误操作，提高工作效率。

Description

三卷扬联动系统及工程机械

技术领域

本发明涉及液压技术领域，特别涉及一种三卷扬联动系统及工程机械。

背景技术

目前，很多工程机械设备均具有一个或更多的卷扬机构。这些工程机械在工作时或用卷扬提升、下放重物及工作装置，或用卷扬对重物及工作装置进行加压。在某些特定的场合或者工程中，往往需要两个或多个卷扬机构共同对同一重物或工作装置施加作用力，以达到预期目的。

目前，同时对两个或多个卷扬机构的控制往往需要操作同样数量的卷扬手柄，因而对各卷扬机构的速度不好控制，容易造成安全隐患。主要缺点如下：

(1)如要实现同时工作，需同时操作数个卷扬手柄；

(2)卷扬速度不好控制，同步性不好，容易造成某个卷扬出现过拉或者松弛乱绳的现象；

(3)如操作人员不小心操作失误，很容易造成卷扬对拉的情况，从而引发安全事故；

(4)同时操作数个卷扬要求操作者高度集中精神，容易造成操作者的过度紧张、劳累，从而致使工作效率降低；

(5)浪费大量宝贵时间、人力、物力和财力。

针对以上的局限性或不足，需要解决以下问题：

(1)系统中卷扬要有单独控制的手柄，如要实现同时工作，只需操作一个卷扬手柄即可实现；

(2)联动时卷扬速度不好控制，同步性不好，容易造成某个卷扬的过拉或者松弛乱绳；

(3)在控制上增加安全机制，屏蔽所有可能因操作人员操作失误而引发的安全事故。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种三卷扬联动系统及工程机械，以解决上述局限性或不足。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一方面，本发明提供了一种三卷扬联动系统，包括主油路和先导油路；

所述主油路包括由泵组驱动的相互并联的第一卷扬装置、第二卷扬装置及第三卷扬装置，所述第一卷扬装置、第二卷扬装置和第三卷扬装置均包括卷筒、驱动所述卷筒的液压马达、用于制动所述液压马达的制动器、用于连通所述液压马达A口和B口的浮动阀和用于控制所述液压马达换向的主阀；

所述先导油路包括用于控制所述主阀的先导手柄，为便于说明，以下均在各卷扬装置的部件前冠以第一、第二或第三以区分所属关系，如，第一液压马达即为第一卷扬装置的液压马达；

还包括用于控制所述第二卷扬装置和第三卷扬装置联动的自动收绳阀块及第四主阀，所述自动收绳阀块选择性的连通第二液压马达的B口和第三液压马达的A口，所述第四主阀通过所述自动收绳阀块使所述泵组驱动所述第二液压马达和第三液压马达；

当通过第一先导手柄控制第一液压马达正转或反转时，所述泵组停止向所述第二液压马达和第三液压马达供油，所述第二浮动阀和第三浮动阀分别连通第二液压马达的A口、B口及第三液压马达的A口、B口，且所述自动收绳阀块连通第二液压马达的B口与第三液压马达的A口，此时，仅通过第一先导手柄主动控制第一卷扬装置，即可使第二卷扬装置和第三卷扬装置随动；

当通过第三先导手柄控制第三液压马达反转时，所述泵组停止向所述第一液压马达和第二液压马达供油，第一浮动阀和第二浮动阀分别连通第一液压马达的A口、B口及第二液压马达的A口、B口，且所述自动收绳阀块连通第二液压马达的B口与第三液压马达的A口，此时，仅通过第三先导手柄主动控制第三卷扬装置，即可使第一卷扬装置和第二卷扬装置随动。

进一步的，所述自动收绳阀块包括与所述第四主阀的工作油口连通且并联的两个支路，各支路上均设置有串联的可调溢流阀和液控开关阀，在所述液控开关阀的液控端设置有电控开关阀，所述两个支路分别与所述第二液压马达的B口和第三液压马达的A口连通。

进一步的，在所述自动收绳阀块的两个支路上均旁接有用于保险的可调溢流阀。

进一步的，所述先导油路还包括设置在第三先导手柄与所述第四主阀之间的先导有效阀和同步换向阀，所述第三先导手柄通过所述先导有效阀和所述同步换向阀控制所述第四主阀，进而控制所述第二卷扬装置和第三卷扬装置联动。

进一步的，还包括用于控制所述制动器的制动油路，所述泵组包括用于驱动所述制动油路的制动泵，所述制动油路包括先导梭阀、先导开关阀、制动梭阀以及制动开关阀，所述先导梭阀的两个进油口分别与所述先导手柄的两个输出油路连通，出油口与所述先导开关阀的液控端连通，所述制动梭阀的出油口与所述制动器的有杆腔连通，所述制动梭阀的一个进油口通过所述先导开关阀与所述制动泵的出油口连通，另一个进油口通过所述制动开关阀与所述制动泵的出油口连通。

进一步的，还包括用于控制所述第一卷扬装置和第二卷扬装置落钩的落钩油路，所述泵组包括用于驱动所述落钩油路的落钩泵，所述落钩油路包括设置在落钩油路主油路上的落钩保险阀以及落钩溢流阀，还包括设置在落钩油路的分支油路上的落钩开关阀，所述落钩油路的分支油路包括分别与所述第一卷扬装置和第二卷扬装置对应的两个油路。

进一步的，所述泵组还包括用于驱动所述第一液压马达的第一主泵和用于驱动所述第二液压马达和所述第三液压马达的第二主泵。

进一步的，所述浮动阀包括串联设置的液控换向阀和先导溢流阀，在所述液控换向阀的先导油路上还设置有电控开关阀。

进一步的，所述第一卷扬装置、第二卷扬装置和第三卷扬装置均设置有平衡阀。

进一步的，所述先导手柄的输出油路上均设置有用于防止所述先导手柄误操作的手柄锁定阀。

进一步的，所述第一主阀、第二主阀、第三主阀和第四主阀均为液控比例换向阀。

进一步的，所述第一液压马达和所述第二液压马达为变量马达，第三液压马达为定量马达。

另一方面，本发明还提供了一种工程机械，所述工程机械设置有上述的三卷扬联动系统。

进一步的，所述工程机械包括旋挖钻机、打桩机和起重机。

进一步的，所述旋挖钻机包括动力头、钻杆、料斗和桩帽，所述动力头与所述料斗通过油缸连接，所述料斗与所述桩帽固定连接，所述钻杆由所述动力头驱动并穿过所述料斗和所述桩帽；且所述第一卷扬的钢丝绳连接在所述动力头上，用于提升或下放所述动力头，所述第二卷扬的钢丝绳连接在所述料斗上，用于提升或下放所述料斗，所述第三卷扬的钢丝绳连接在所述桩帽上，用于向下拉扯所述桩帽。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

本发明所述的三卷扬联动系统，最主要的优点就是通过一个先导手柄主动控制一个卷扬装置，并使另外两个卷扬装置实现随动控制，即只需要控制一个先导手柄，即可实现三个卷扬装置的联动控制，进而简化操作、降低操作要求，减少误操作，提高工作效率。

本发明所述的工程机械，采用上述的三卷扬联动系统后，在采用不同工法时，都能大大降低操作的复杂度，因而除具有上述三卷扬连通系统的优点外，还具有工法更加灵活多变、适用范围更广的优点。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，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为本发明实施例所述的三卷扬联动系统的液压原理图；

图2为图1中第一卷扬部分的放大图；

图3为图1中第二卷扬部分的放大图；

图4为图1中第三卷扬部分的放大图；

图5为图1中自动收绳阀块部分的放大图；

图6为图1中主阀阀块部分的放大图；

图7为图1中第一主阀部分的放大图；

图8为图1中落钩阀块部分的放大图；

图9为图1中先导手柄部分的放大图；

图10为图1中泵组部分的放大图；

图11为本发明实施例所述旋挖钻机的卷扬与动力头部分的结构示意图。

附图标记说明：

1-第一卷扬装置，11-第一卷筒，12-第一液压马达，13-第一平衡阀，14-第一浮动阀，15-第一制动器，16-第一落钩开关阀，17-第一制动梭阀，18-第一制动开关阀；

2-第二卷扬装置，21-第二卷筒，22-第二液压马达，23-第二平衡阀，24-第二浮动阀，25-第二制动器，26-第二落钩开关阀，27-第二制动梭阀，28-第二制动开关阀；

3-第三卷扬装置，31-第三卷筒，32-第三液压马达，33-第三平衡阀，34-第三浮动阀，35-第三制动器，37-第三制动梭阀，38-第三制动开关阀，39-电磁溢流阀；

4-自动收绳阀块，43-液控开关阀；

5-主阀阀块，51-第二主阀，52-第四主阀，53-第三主阀，54-同步换向阀；

6-第一主阀；

7-落钩阀块，71-落钩保险阀，72-落钩溢流阀；

8-先导手柄；

81-第一先导手柄，811-第一手柄锁定阀，82-第二先导手柄，811-第二手柄锁定阀，83-第三先导手柄，831-第三手柄锁定阀，833-先导有效阀，84-先导梭阀；

9-泵组，91-第一主泵，92-第二主泵，93-落钩泵，94-制动泵，95-先导泵；

液控换向阀：141、241、341；

可调溢流阀：142、242、342、41、42、96；

电控开关阀：143、243、343、44；

先导开关阀：812、822、832。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图1即为本实施例所述的三卷扬联动系统的液压原理图，因该图较为复杂，某些局部细节无法清晰示出，因而将该图分为第一卷扬装置1、第二卷扬装置2、第三卷扬装置3、自动收绳阀块4、主阀阀块5、第一主阀6、落钩阀块7、先导手柄8、泵组9等九个部分，并分别在图2至图10中进行放大说明。

结合图1至图10可知，该三卷扬联动系统包括泵组9、主油路、先导油路、制动油路和落钩油路。其中：

泵组9包括第一主泵91、第二主泵92、落钩泵93、制动泵94、先导泵95以及旁接在先导油路上的可调溢流阀96。

主油路包括相互并联的第一卷扬装置1、第二卷扬装置2及第三卷扬装置3，第一卷扬装置1、第二卷扬装置2和第三卷扬装置3均包括卷筒、驱动卷筒的液压马达、平衡阀、用于制动液压马达的制动器、用于连通液压马达A口和B口的浮动阀、用于控制液压马达换向的主阀，为便于说明，以下均在各卷扬装置的部件前冠以第一、第二或第三以区分所属关系。具体的，第一卷扬装置1包括第一卷筒11、第一液压马达12、第一平衡阀13、第一浮动阀14、第一制动器15、第一落钩开关阀16、第一制动梭阀17、第一制动开关阀18；第二卷扬装置2包括第二卷筒21、第二液压马达22、第二平衡阀23、第二浮动阀24、第二制动器25、第二落钩开关阀26、第二制动梭阀27、第二制动开关阀28；第三卷扬装置3包括第三卷筒31、第三液压马达32、第三平衡阀33、第三浮动阀34、第三制动器35、第三制动梭阀37、第三制动开关阀38、电磁溢流阀39；其中，第一卷扬装置1由第一主泵91驱动，第二卷扬装置2和第三卷扬装置3由第二主泵92驱动，第一主阀6、第二主阀51、第三主阀53和第四主阀52均为液控比例换向阀，该第一液压马达和第二液压马达为变量马达，第三液压马达为定量马达；各浮动阀均包括串联设置的液控换向阀(141、241、341)和先导溢流阀(142、242、342)，还包括设置在液控换向阀(141、241、341)的先导油路上的电控开关阀(143、243、343)。

还包括用于控制所述第二卷扬装置2和第三卷扬装置3联动的自动收绳阀块4及第四主阀52，该自动收绳阀块4包括与所述第四主阀52的工作油口连通且并联的两个支路，各支路上均设置有串联的可调溢流阀41和液控开关阀43，在液控开关阀43的液控端设置有电控开关阀44，该两个支路分别与第二液压马达的B口和第三液压马达的A口连通，在自动收绳阀块4的两个支路上均旁接有用于保险的可调溢流阀42；该第四主阀52通过自动收绳阀块4使第二主泵92驱动第二液压马达和第三液压马达。

先导油路由先导泵95驱动，包括用于控制第一主阀6的第一先导手柄81，用于控制第二主阀51的第二先导手柄82，以及用于控制第三主阀53和第四主阀52的第三先导手柄83，这三个先导手柄的进油口均与先导泵95连通，在每个先导手柄的输出油路上，均设置有用于防止先导手柄8误操作的手柄锁定阀，即分别与第一先导手柄81、第二先导手柄82、第三先导手柄83对应的第一手柄锁定阀811、第二手柄锁定阀821和第三手柄锁定阀831；在第三先导手柄83至第四主阀52的油路上还设置有先导有效阀833和同步换向阀54，该先导有效阀833和同步换向阀54在需要通过第三先导手柄83控制第二卷扬装置2及第三卷扬装置3联动的时候，接通第三先导手柄83至第四主阀52的油路。

制动油路由制动泵94驱动，主要用于对各卷扬装置进行制动或解除制动，包括设置在各先导手柄8上的先导梭阀84和先导开关阀(812、822、832)以及与各卷扬装置对应的制动梭阀(17、27、37)和制动开关阀(18、28、38)，先导梭阀84的两个进油口分别与先导手柄(81、82、83)的两个输出油路连通，出油口与先导开关阀(812、822、832)的液控端连通；制动梭阀(17、27、37)的出油口与制动器(15、25、35)的有杆腔连通，制动梭阀(17、27、37)的一个进油口通过先导开关阀(812、822、832)与制动泵94的出油口连通，另一个进油口通过制动开关阀(18、28、38)与制动泵94的出油口连通。

落钩油路由落钩泵93驱动，用于控制第一卷扬装置1和第二卷扬装置2的落钩，包括设置在落钩油路主油路上的两个落钩保险阀71以及一个落钩溢流阀72，还包括设置在落钩油路的分支油路上的落钩开关阀，所述落钩油路的分支油路包括分别与第一卷扬装置1和第二卷扬装置2对应的两个油路。

当通过第一先导手柄81控制第一液压马达正转或反转时，第二主泵92停止向第二液压马达和第三液压马达供油，第二浮动阀和第三浮动阀分别连通第二液压马达的A口、B口及第三液压马达的A口、B口，且自动收绳阀块4连通第二液压马达的B口与第三液压马达的A口，此时，仅通过第一先导手柄81主动控制第一卷扬装置1，即可使第二卷扬装置2和第三卷扬装置3随动；

当通过第三先导手柄83控制第三液压马达反转时，第一主泵91停止向第一液压马达供油，第二主泵92也停止向第二主阀51和第三主阀53供油，第一浮动阀和第二浮动阀分别连通第一液压马达的A口、B口及第二液压马达的A口、B口，且自动收绳阀块4连通第二液压马达的B口与第三液压马达的A口，第二主泵92开始通过第四主阀52向第二液压马达和第三液压马达供油，此时，仅通过第三先导手柄83主动控制第三卷扬装置3，即可使第一卷扬装置1和第二卷扬装置2随动。

本实施例所述的三卷扬联动系统，最主要的优点就是通过一个先导手柄主动控制一个卷扬装置，并使另外两个卷扬装置实现随动控制，即只需要控制一个先导手柄，即可实现三个卷扬装置的联动控制，进而简化操作、降低操作要求，减少误操作，提高工作效率。

除了上述的三卷扬联动系统外，本发明其他实施例还提供一种设置有上述三卷扬联动系统的旋挖钻机，具体实施时，该第一卷扬装置1即为主卷扬，该第二卷扬装置2即为副卷扬，该第三卷扬装置3即为加压卷扬。图11即为本实施例的相关附图，如图中所示，该旋挖钻机还包括动力头、钻杆、料斗和桩帽，动力头与料斗通过油缸连接，料斗与桩帽固定连接，钻杆由动力头驱动并穿过料斗和桩帽；且主卷扬的钢丝绳连接在动力头上，用于提升或下放动力头，副卷扬的钢丝绳连接在料斗上，用于提升或下放料斗，加压卷扬的钢丝绳连接在桩帽上，用于向下拉扯桩帽。

本实施例所述的旋挖钻机，采用上述的三卷扬联动系统后，在采用不同工法时，都能大大降低操作的复杂度，因而除具有上述三卷扬连通系统的优点外，还具有工法更加灵活多变、适用范围更广的优点。

本发明其他实施例还提供了设置有上述三卷扬联动系统的其他工程机械，如打桩机和起重机，该打桩机和起重机的其他各部分的结构参考现有技术，本文不再赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种三卷扬联动系统，其特征在于，包括主油路和先导油路；

所述主油路包括由泵组(9)驱动的相互并联的第一卷扬装置(1)、第二卷扬装置(2)及第三卷扬装置(3)，所述第一卷扬装置(1)、所述第二卷扬装置(2)和所述第三卷扬装置(3)均包括卷筒、驱动所述卷筒的液压马达、用于制动所述液压马达的制动器、用于连通所述液压马达A口和B口的浮动阀和用于控制所述液压马达换向的主阀；

所述先导油路包括用于控制所述主阀的先导手柄(8)，为便于说明，以下均在各卷扬装置的部件前冠以第一、第二或第三以区分所属关系；

还包括用于控制所述第二卷扬装置(2)和所述第三卷扬装置(3)联动的自动收绳阀块(4)及第四主阀(52)，所述自动收绳阀块(4)选择性的连通第二液压马达的B口和第三液压马达的A口，所述第四主阀(52)通过所述自动收绳阀块(4)使所述泵组(9)驱动所述第二液压马达和所述第三液压马达；

当通过第一先导手柄(81)控制第一液压马达正转或反转时，所述泵组(9)停止向所述第二液压马达和所述第三液压马达供油，第二浮动阀和第三浮动阀分别连通所述第二液压马达的A口、B口及所述第三液压马达的A口、B口，且所述自动收绳阀块(4)连通所述第二液压马达的B口与所述第三液压马达的A口，此时，仅通过第一先导手柄(81)主动控制第一卷扬装置(1)，即可使第二卷扬装置(2)和第三卷扬装置(3)随动；

当通过第三先导手柄(83)控制所述第三液压马达反转时，所述泵组(9)停止向所述第一液压马达和所述第二液压马达供油，第一浮动阀和第二浮动阀分别连通所述第一液压马达的A口、B口及所述第二液压马达的A口、B口，且所述自动收绳阀块(4)连通所述第二液压马达的B口与所述第三液压马达的A口，此时，仅通过第三先导手柄(83)主动控制第三卷扬装置(3)，即可使第一卷扬装置(1)和第二卷扬装置(2)随动。

2.根据权利要求1所述的三卷扬联动系统，其特征在于，所述自动收绳阀块(4)包括与所述第四主阀(52)的工作油口连通且并联的两个支路，各支路上均设置有串联的可调溢流阀和液控开关阀(43)，在所述液控开关阀(43)的液控端设置有电控开关阀，所述两个支路分别于所述第二液压马达的B口和所述第三液压马达的A口连通。

3.根据权利要求2所述的三卷扬联动系统，其特征在于，在所述自动收绳阀块(4)的两个支路上均旁接有用于保险的可调溢流阀。

4.根据权利要求3所述的三卷扬联动系统，其特征在于，所述先导油路还包括设置在所述第三先导手柄(83)与所述第四主阀(52)之间的先导有效阀(833)和同步换向阀(54)，所述第三先导手柄(83)通过所述先导有效阀(833)和所述同步换向阀(54)控制所述第四主阀(52)，进而控制所述第二卷扬装置(2)和所述第三卷扬装置(3)联动。

5.根据权利要求4所述的三卷扬联动系统，其特征在于，还包括用于控制所述制动器的制动油路，所述泵组(9)包括用于驱动所述制动油路的制动泵(94)，所述制动油路包括先导梭阀(84)、先导开关阀、制动梭阀以及制动开关阀，所述先导梭阀(84)的两个进油口分别与所述先导手柄(8)的两个输出油路连通，出油口与所述先导开关阀的液控端连通，所述制动梭阀的出油口与所述制动器的有杆腔连通，所述制动梭阀的一个进油口通过所述先导开关阀与所述制动泵(94)的出油口连通，另一个进油口通过所述制动开关阀与所述制动泵(94)的出油口连通。

6.根据权利要求5所述的三卷扬联动系统，其特征在于，还包括用于控制所述第一卷扬装置(1)和所述第二卷扬装置(2)落钩的落钩油路，所述泵组(9)还包括用于驱动所述落钩油路的落钩泵(93)，所述落钩油路包括设置在落钩油路主油路上的落钩保险阀(71)以及落钩溢流阀(72)，还包括设置在落钩油路的分支油路上的落钩开关阀，所述落钩油路的分支油路包括分别与所述第一卷扬装置(1)和所述第二卷扬装置(2)对应的 两个油路。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的三卷扬联动系统，其特征在于，所述泵组(9)还包括用于驱动所述第一液压马达的第一主泵(91)和用于驱动所述第二液压马达和所述第三液压马达的第二主泵(92)。

8.根据权利要求1至6任意一项所述的三卷扬联动系统，其特征在于，所述浮动阀包括串联设置的液控换向阀和先导溢流阀，还包括设置在所述液控换向阀的先导油路上的电控开关阀。

9.根据权利要求1至6任意一项所述的三卷扬联动系统，其特征在于，所述第一卷扬装置(1)、第二卷扬装置(2)和第三卷扬装置(3)均设置有平衡阀。

10.根据权利要求1至6任意一项所述的三卷扬联动系统，其特征在于，所述先导手柄(8)的输出油路上均设置有用于防止所述先导手柄(8)误操作的手柄锁定阀。

11.根据权利要求1至6任意一项所述的三卷扬联动系统，其特征在于，所述主阀包括用于控制所述第一卷扬装置(1)的液压马达换向的第一主阀(6)、用于控制所述第二卷扬装置(2)的液压马达换向的第二主阀(51)以及用于控制所述第三卷扬装置(3)的液压马达换向的第三主阀(53)，所述第一主阀(6)、所述第二主阀(51)、所述第三主阀(53)和所述第四主阀(52)均为液控比例换向阀。

12.根据权利要求1至6任意一项所述的三卷扬联动系统，其特征在于，所述第一液压马达和所述第二液压马达为变量马达，所述第三液压马达为定量马达。

13.一种工程机械，其特征在于，所述工程机械设置有如权利要求1至12任意一项所述的三卷扬联动系统。

14.根据权利要求13所述的工程机械，其特征在于，所述工程机械包括旋挖钻机、打桩机和起重机。

15.根据权利要求14所述的工程机械，其特征在于，所述工程机械为旋挖钻机，所述旋挖钻机包括动力头、钻杆、料斗和桩帽，所述动力头与所述料斗通过油缸连接，所述料斗与所述桩帽固定连接，所述钻杆由所述动力头驱动并穿过所述料斗和所述桩帽；且所述第一卷扬装置的钢丝绳连接在所述动力头上，用于提升或下放所述动力头，所述第二卷扬装置的钢丝绳连接在所述料斗上，用于提升或下放所述料斗，所述第三卷扬装置的钢丝绳连接在所述桩帽上，用于向下拉扯所述桩帽。