CN104444818B - 一种双缸顺序伸缩的液控系统、吊臂机构及起重机 - Google Patents

Abstract

一种双缸顺序伸缩的液控系统，伸缩控制联、平衡阀、第一伸缩油缸和第二伸缩油缸依次通过油路连通，单向阀组设置在第一伸缩油缸底部，单向阀组通过油路与第一伸缩油缸和第二伸缩油连通；一种吊臂机构，包括固定臂、至少两节伸缩臂和双缸顺序伸缩的液控系统，双缸顺序伸缩的液控系统为如上所述的双缸顺序伸缩的液控系统；一种直臂随车起重机，包括吊臂机构，吊臂机构为如上所述的吊臂机构；液控系统操作简单，能够控制吊臂机构在负载变化很大尤其是空载工况下顺序伸缩，且伸缩顺序安全可靠，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，特别适用于空载就位，带载工作的工况吊臂的顺序伸缩及带载伸缩。

Description

一种双缸顺序伸缩的液控系统、吊臂机构及起重机

技术领域

本发明涉及一种双缸顺序伸缩的液控系统、吊臂机构及起重机，属于随车起重机技术领域。

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。直臂式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。因直臂式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。直臂式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式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确定。此外，在顺序伸的最初一段行程范围，各级油缸大腔联通，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、电磁阀可靠性地、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，直臂式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。

专利201420053146.8提出的一种控制双缸顺序伸缩的液控系统，其特点是通过第一伸缩液压缸驱动伸缩机构的负载产生的压力小于通过第二伸缩液压驱动的缸伸缩机构负载产生的压力来实现双缸顺序伸出，通过一个顺序阀以及带芯管的第一伸缩油缸来实现第一伸缩缸液压的伸缩阻力大于第二伸缩油缸，从而实现顺序缩回。由于制造及装配误差问题，在伸缩臂水平且空载的工况下，通过第一伸缩液压缸驱动的伸缩机构负载产生的压力可能大于或等于通过第二伸缩液压缸驱动的伸缩机构负载产生的压力，从而导致两缸同时伸缩或第二伸缩液压缸先伸出的问题。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种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负载变化很大尤其是空载工况下顺序伸缩，且伸缩顺序安全可靠。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种双缸顺序伸缩的液控系统，包括伸缩控制联、平衡阀、第一伸缩油缸、第二伸缩油缸和单向阀组，伸缩控制联包括第一单向阀和换向阀，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，换向阀的压力油口与进油管路连通，第一单向阀设置在进油管路上，第一单向阀的出油口与换向阀的压力油口连通，换向阀的回油口与油箱连通，平衡阀包括平衡阀第一工作油口、平衡阀第二工作油口、平衡阀第三工作油口和平衡阀第四工作油口，平衡阀第一工作油口与平衡阀第三工作油口之间设置有顺序阀和平衡阀单向阀，顺序阀的进油口与平衡阀的第三工作油口连通，顺序阀的出油口与平衡阀第一工作油口连通，平衡阀单向阀的进油口与平衡阀第一工作油口连通，平衡阀单向阀的出油口与平衡阀第三工作油口连通，平衡阀第二工作油口与平衡阀第四工作油口连通，顺序阀上旁接节流阀，节流阀的另一端连通平衡阀第二工作油口与平衡阀第四工作油口之间的油路；第一伸缩油缸为内置芯管的结构形式，第一伸缩油缸包括第一活塞杆、芯管和第一缸体，并设有第一有杆腔油道、芯管油道、第一伸缩油缸第一工作油口、第一伸缩油缸第二工作油口、第一伸缩油缸第三工作油口、第一伸缩油缸第四工作油口、第一伸缩油缸第五工作油口、第一伸缩油缸第六工作油口、第一伸缩油缸第七工作油口和第一伸缩油缸第八工作油口，第一活塞杆设置在第一缸体内，将第一缸体的内腔分割成第一有杆腔及第一无杆腔两部分，第一活塞杆分为杆段和密封段，第一活塞杆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第一工作油口连通，第一伸缩油缸第一工作油口设置在第一活塞杆的杆段的端部，芯管的一端穿过第一活塞杆的密封段设置在第一活塞杆的杆段内部的空腔中，另一端固定在第一缸体的底部，芯管与第一缸体的底部的连接处设置有第一伸缩油缸第三工作油口，第一伸缩油缸第三工作油口与芯管内部连通，第一伸缩油缸第一工作油口与第一伸缩油缸第三工作油口之间形成芯管油道，第一有杆腔油道设置在第一活塞杆的杆段内，与空腔平行，第一有杆腔油道的其中一端与第一伸缩油缸第二工作油口连通，第一伸缩油缸第二工作油口设置在第一活塞杆的杆段的端部，第一有杆腔油道的另一端与第一伸缩油缸第四工作油口连通，第一伸缩油缸第四工作油口设置在第一活塞杆的杆段上，且与第一有杆腔连通，第一伸缩油缸第五工作油口设置在第一缸体的底部，且与第一缸体的第一无杆腔连通，第一伸缩油缸第六工作油口设置在第一缸体的底部，且与第一伸缩油缸第七工作油口连通，第一伸缩油缸第八工作油口设置在第一缸体上靠近端部的位置，且与第一有杆腔连通；第二伸缩油缸包括第二活塞杆和第二缸体，并设有第二有杆腔油道、第二无杆腔油道，以及第二伸缩油缸第一工作油口、第二伸缩油缸第二工作油口、第二伸缩油缸第三工作油口和第二伸缩油缸第四工作油口，第二活塞杆设置在第二缸体内，将第二缸体的内腔分割成第二有杆腔及第二无杆腔两部分，第二活塞杆分为杆段和密封段，第二无杆腔油道沿轴向设置在第二活塞杆内，第二无杆腔油道的一端与第二伸缩油缸第一工作油口连通，第二伸缩油缸第一工作油口设置在第二活塞杆的杆段靠近端部的位置，第二无杆腔油道通过第二伸缩油缸第一工作油口和油管与第一伸缩油缸第六工作油口连通，第二无杆腔油道的另一端与第二伸缩油缸第二工作油口连通，第二伸缩油缸第二工作油口设置在第二活塞杆的密封段，第二无杆腔油道通过第二伸缩油缸第二工作油口与第二活塞杆的第二无杆腔连通，第二有杆腔油道设置在第二活塞杆的杆段内，第二有杆腔油道的一端与第二伸缩油缸第三工作油口连通，第二伸缩油缸第三工作油口设置在第二活塞杆的杆段靠近端部的位置，第二有杆腔油道通过第二伸缩油缸第三工作油口和油管与第一伸缩油缸第八工作油口连通；第二有杆腔油道的另一端与第二伸缩油缸第四工作油口连通，第二伸缩油缸第四工作油口设置在第二活塞杆的杆段，第二有杆腔油道通过第四工作油口与第二缸体的第二有杆腔连通；单向阀组为板式安装式阀块总成，设置在第一缸体的底部，单向阀组包括第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀以及单向阀组第一工作油口、单向阀组第二工作油口、单向阀组第三工作油口，其中，单向阀组第一工作油口与第一伸缩油缸第三工作油口连通，单向阀组第二工作油口与第一伸缩油缸第五工作油口连通，单向阀组第三工作油口与第一伸缩油缸第六工作油口连通，在单向阀组第一工作油口分成四条并联油路，四条油路上分别插装第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀，第一单向阀、第二单向阀油路合并后归集至单向阀组第三工作油口，第三单向阀、第四单向阀油路合并后归集至单向阀组第二工作油口；换向阀的第一工作油口与平衡阀第一工作油口连通，换向阀的第二工作油口与平衡阀第二工作油口连通，平衡阀第三工作油口与第一伸缩油缸第一工作油口连通，平衡阀第四工作油口与第一伸缩油缸第二工作油口连通。

进一步的，换向阀的第一工作油口与平衡阀第一工作油口连通的油路上旁接有A侧次级溢流阀，A侧次级溢流阀的出油口与油箱连通。

进一步的，换向阀的第二工作油口与平衡阀第二工作油口连通的油路上旁接有B侧次级溢流阀，B侧次级溢流阀的出油口与油箱连通。

一种吊臂机构，包括固定臂、至少两节伸缩臂和双缸顺序伸缩的液控系统，双缸顺序伸缩的液控系统为如上所述的双缸顺序伸缩的液控系统，固定臂内设置有第一节伸缩臂，第一节伸缩臂内设置第二节伸缩臂，第一活塞杆与固定臂固定连接，第一缸体与第一节伸缩臂固定连接，第二活塞杆与第一节伸缩臂固定连接，第二缸体与第二节伸缩臂固定连接，第一伸缩油缸带动第一节伸缩臂伸出和缩回；第二伸缩油缸通过多组伸出拉索机构和回缩拉索带动第二节伸缩臂以及第二节伸缩臂以上的伸缩臂伸出和缩回。

一种直臂随车起重机，包括吊臂机构，吊臂机构为如上所述的吊臂机构。

本发明的有益效果是：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，在伸缩臂水平伸出的工况下，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增加了单向阀的开启压力，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，且此方案可降低装配难度，特别适用于控制水平空载工况下顺序伸出，且单向阀组结构紧凑，压力损失小、可靠性高；当伸缩控制联切换到缩回工作位时，通过单向阀组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液压与机械双重增强控制，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；

板式安装的单向阀组相比于顺序阀，无需管路连接、安装简单、占用空间少、降低了液压系统漏油失效几率、压力损失更小，发热量更少，能减少液压系统在机构回缩时的溢流损失，特别适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；

通过第一伸缩油缸特有的芯管结构结合单向阀组，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，特别适用于空载就位，带载工作的工况吊臂的顺序伸缩及带载伸缩。

附图说明

图1为本发明双缸顺序伸缩的液控系统的原理示意图；

图2为本发明吊臂机构的结构示意图；

图中：1、伸缩控制联，11、伸缩控制联单向阀，12、换向阀，13、A侧次级溢流阀，14、B侧次级溢流阀，

2、平衡阀，21、顺序阀，22、平衡阀单向阀，23、节流阀，

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，

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，

5、单向阀组，51、第一单向阀，52、第二单向阀，53、第三单向阀，54、第四单向阀，

6、回缩拉索，7、第一组伸出拉索机构，8、第二组伸出拉索机构，

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，

A、第一工作油口，A1、第一伸缩油缸第一工作油口，A2、第一伸缩油缸第三工作油口，A3、单向阀组第一工作油口，A4、单向阀组第二工作油口，A5、第一伸缩油缸第五工作油口，A6、单向阀组第三工作油口，A7、第一伸缩油缸第六工作油口，A8、第一伸缩油缸第七工作油口，A9、第二伸缩油缸第一工作油口，A10、第二伸缩油缸第二工作油口，

B、第二工作油口，B1、第一伸缩油缸第二工作油口，B2、第一伸缩油缸第四工作油口，B3、第一伸缩油缸第八工作油口，B4、第二伸缩油缸第三工作油口，B5、第二伸缩油缸第四工作油口，

C1、平衡阀第一工作油口，C2、平衡阀第二工作油口，C3、平衡阀第三工作油口，C4、平衡阀第四工作油口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本双缸顺序伸缩的液控系统，包括具有切换压力油方向作用的伸缩控制联1、平衡阀2、第一伸缩油缸3、第二伸缩油缸4和单向阀组5；

伸缩控制联1包括伸缩控制联单向阀11和换向阀12，换向阀12包括压力油口P、回油口T、第一工作油口A、第二工作油口B和中位回油口，换向阀12的压力油口P与进油管路连通，伸缩控制联单向阀11设置在进油管路上，伸缩控制联单向阀11的出油口与换向阀12的压力油口P连通，换向阀12的回油口T与油箱连通；

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，所述压力油口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；

平衡阀2包括平衡阀第一工作油口C1、平衡阀第二工作油口C2、平衡阀第三工作油口C3和平衡阀第四工作油口C4，平衡阀第一工作油口C1与平衡阀第三工作油口C3之间设置有顺序阀21和平衡阀单向阀22，顺序阀21的进油口与平衡阀2的第三工作油口C3连通，顺序阀21的出油口与平衡阀第一工作油口C1连通，平衡阀单向阀22的进油口与平衡阀第一工作油口C1连通，平衡阀单向阀22的出油口与平衡阀第三工作油口C3连通，平衡阀第二工作油口C2与平衡阀第四工作油口C4连通，顺序阀21上旁接节流阀23，节流阀23的另一端连通平衡阀第二工作油口C2与平衡阀第四工作油口C4之间的油路；

第一伸缩油缸3为内置芯管33的结构形式，第一伸缩油缸3包括第一活塞杆31、芯管33和第一缸体37，并设有第一有杆腔油道32、芯管油道34、第一伸缩油缸第一工作油口A1、第一伸缩油缸第二工作油口B1、第一伸缩油缸第三工作油口A2、第一伸缩油缸第四工作油口B2、第一伸缩油缸第五工作油口A5、第一伸缩油缸第六工作油口A7、第一伸缩油缸第七工作油口A8和第一伸缩油缸第八工作油口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第一工作油口A1连通，第一伸缩油缸第一工作油口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，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一伸缩油缸第三工作油口A2，第一伸缩油缸第三工作油口A2与芯管33内部连通，第一伸缩油缸第一工作油口A1与第一伸缩油缸第三工作油口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第二工作油口B1连通，第一伸缩油缸第二工作油口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第四工作油口B2连通，第一伸缩油缸第四工作油口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，第一伸缩油缸第六工作油口A7设置在第一缸体37的底部，且与第一伸缩油缸第七工作油口A8连通，第一伸缩油缸第八工作油口B3设置在第一缸体37 上靠近端部的位置，且与第一有杆腔35连通；

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，以及第二伸缩油缸第一工作油口A9、第二伸缩油缸第二工作油口A10、第二伸缩油缸第三工作油口B4和第二伸缩油缸第四工作油口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第一工作油口A9连通，第二伸缩油缸第一工作油口A9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通过第二伸缩油缸第一工作油口A9和油管与第一伸缩油缸第六工作油口A7连通，第二无杆腔油道44的另一端与第二伸缩油缸第二工作油口A10连通，第二伸缩油缸第二工作油口A10设置在第二活塞杆41的密封段，第二无杆腔油道44通过第二伸缩油缸第二工作油口A10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第三工作油口B4连通，第二伸缩油缸第三工作油口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通过第二伸缩油缸第三工作油口B4和油管与第一伸缩油缸第八工作油口B3连通；第二有杆腔油道43的另一端与第二伸缩油缸第四工作油口B5连通，第二伸缩油缸第四工作油口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；

单向阀组5为板式安装式阀块总成，设置在第一缸体37的底部，单向阀组5包括第一单向阀51、第二单向阀52、第三单向阀53、第四单向阀54以及单向阀组第一工作油口A3、单向阀组第二工作油口A4、单向阀组第三工作油口A6，其中，单向阀组第一工作油口A3与第一伸缩油缸第三工作油口A2连通，单向阀组第二工作油口A4与第一伸缩油缸第五工作油口A5连通，单向阀组第三工作油口A6与第一伸缩油缸第六工作油口A7连通，在单向阀组第一工作油口A3分成四条并联油路，四条油路上分别插装第一单向阀51、第二单向阀52、第三单向阀53、第四单向阀54，第一单向阀51、第二单向阀52油路合并后归集至单向阀组第三工作油口A6，第三单向阀53、第四单向阀54油路合并后归集至单向阀组第二工作油口A4；

换向阀12的第一工作油口A与平衡阀第一工作油口C1连通，换向阀12的第二工作油口B与平衡阀第二工作油口C2连通，平衡阀第三工作油口C3与第一伸缩油缸第一工作油口A1连通，平衡阀第四工作油口C4与第一伸缩油缸第二工作油口B1连通。

从换向阀12的第一工作油口A流出的压力油进入第一伸缩油缸3内置的芯管33，流入单向阀组第一工作油口A3，单向阀组5的第一单向阀51与单向阀组5的第四单向阀54无法通过压力油，单向阀组5的第二单向阀52与单向阀组5的第三单向阀53可以通过压力油，因单向阀组5的第二单向阀52存在背压补偿，压力油优先通过单向阀组5的第三单向阀53进入第一伸缩油缸3的第一无杆腔36，第一伸缩油缸3伸出。当第一伸缩油缸3伸出至行程末端时，压力油通过单向阀组5的第二单向阀52流出单向阀组第三工作油口A6，进入第二伸缩油缸4的第二无杆腔45，第二伸缩油缸4伸出。

从换向阀12的第二工作油口B流出的压力油进入第一伸缩油缸3的第一有杆腔35和第二伸缩油缸4的第二有杆腔42时，第一伸缩油缸3的第一无杆腔36油液流出至单向阀组第二工作油口A4，第二伸缩油缸4的第二无杆腔45油液流出至单向阀组第三工作油口A6，第一伸缩油缸3的第一无杆腔36油液无法通过单向阀组5的第二单向阀52，第二伸缩油缸4的第二无杆腔45油液无法通过单向阀组5的第三单向阀53，因单向阀组5的第四单向阀54存在背压补偿，第二伸缩油缸4的第二无杆腔45油液优先通过单向阀组5的第一单向阀51，当第二伸缩油缸4回缩至行程末端时，第一伸缩油缸3的第一无杆腔36油液通过单向阀组5的第四单向阀54流出至单向阀组第一工作油口A3，第一伸缩油缸3开始回缩。

上述实施方式中，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。

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，换向阀12的第一工作油口A与平衡阀第一工作油口C1连通的油路上旁接有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，对芯管33中的油液最高压力进行限制；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，换向阀12的第二工作油口B与平衡阀第二工作油口C2连通的油路上旁接有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。

一种吊臂机构，包括固定臂Ⅰ、至少两节伸缩臂和双缸顺序伸缩的液控系统，其特征在于，双缸顺序伸缩的液控系统为如权利要求1至3任一项所述的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内设置第二节伸缩臂Ⅲ，第一活塞杆31与固定臂Ⅰ固定连接，第一缸体37与第一节伸缩臂Ⅱ固定连接，第二活塞杆41与第一节伸缩臂Ⅱ固定连接，第二缸体46与第二节伸缩臂Ⅲ固定连接，第一伸缩油缸3带动第一节伸缩臂Ⅱ伸出和缩回；第二伸缩油缸4通过多组伸出拉索机构和回缩拉索6带动第二节伸缩臂Ⅲ以及第二节伸缩臂Ⅲ以上的伸缩臂伸出和缩回。

如图2所示，在本实施方式中，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；

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。

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机构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与第一伸缩油缸第一工作油口A1、平衡阀2与第一伸缩油缸第二工作油口B1，第一伸缩油缸第八工作油口B3与第二伸缩油缸第三工作油口B4、第一伸缩油缸第七工作油口A8与第二伸缩油缸第一工作油口A9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与单向阀组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。

本发明上述实施方式中提供的采用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、至第一伸缩油缸第三工作油口A2，在单向阀组第一工作油口A3分成两条并联油路：一条经单向阀组第一工作油口A3、单向阀组5的第三单向阀53、单向阀组第二工作油口A4、第一伸缩油缸第五工作油口A5进入第一无杆腔36；另一条经单向阀组第一工作油口A3、单向阀组5的第二单向阀52、单向阀组第三工作油口A6、第一伸缩油缸第六工作油口A7、第一伸缩油缸第七工作油口A8、第二伸缩油缸第一工作油口A9、第二伸缩油缸第二工作油口A10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和单向阀组5的第二单向阀52的开启压力。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。在伸缩臂水平且空载工况下，第一伸缩油缸3和第二伸缩油缸4的伸出阻力相差很小，单向阀组5的第二单向阀52的开启压力设定提高了第二伸缩缸4的伸出阻力，能可靠的保证在正常工作流量下伸出阻力大的第二伸缩缸4后伸出。

依靠机械负载的不同和第二单向阀52的开启压力设定，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第四工作油口B2、第一有杆腔油道32、第一伸缩油缸第二工作油口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第四工作油口B5、第二有杆腔油道43、第二伸缩油缸第三工作油口B4、第一伸缩油缸第八工作油口B3、第一有杆腔35、第一伸缩油缸第四工作油口B2、第一有杆腔油道32、第一伸缩油缸第二工作油口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侧次级溢流阀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、第一伸缩油缸第二工作油口B1、第一有杆腔油道32、第一伸缩油缸第四工作油口B2、第一有杆腔35、第一伸缩油缸第八工作油口B3、第二伸缩油缸第三工作油口B4、第二有杆腔油道43、第二伸缩油缸第四工作油口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第二工作油口A10、第二无杆腔油道44、第二伸缩油缸第一工作油口A9、第一伸缩油缸第七工作油口A8、芯管油道34、第一伸缩油缸第一工作油口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第四单向阀54设定的开启压力值时，第四单向阀54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、第一伸缩油缸第二工作油口B1、第一有杆腔油道32、第一伸缩油缸第四工作油口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第五工作油口A5、单向阀组第二工作油口A4、第四单向阀54、单向阀组第一工作油口A3、第一伸缩油缸第三工作油口A2、芯管油道34、第一伸缩油缸第一工作油口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侧次级溢流阀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及单向阀组5的作用下锁定。

一种直臂随车起重机，包括吊臂机构，所述的吊臂机构为上述实施方式中的吊臂机构。

本发明运用了双缸顺序伸缩带多节臂混合伸缩的方式：在较重负载下由于负责带动第二节以上的伸缩臂伸缩的第二伸缩油缸4的伸出阻力大于负责带动第一节伸缩臂伸缩Ⅱ的第一伸缩油缸3的伸出阻力，此时仅依靠机械负载就可完成第一伸缩油缸3及第一节伸缩臂Ⅱ先伸出，而第二伸缩油缸4及第二节以上的伸缩臂后伸出的顺序；在伸缩臂水平空载的工况下，第一伸缩油缸3与第二伸缩油缸4负载十分接近，由于负责带动第二节以上的伸缩臂伸缩的第二伸缩油缸4的伸出阻力增加了单向阀的开启压力补偿了双缸的顺序伸出；缩回时，通过单向阀的压力控制可靠地保证了只有第二伸缩油缸4完全缩回后第一伸缩油缸3方能缩回。因此，双缸的顺序伸出依靠机械及液压双重加强控制，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4回后再次伸出的现象。

第一伸缩油缸3特有的芯管结构结合单向阀组5，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2、第一伸缩油缸3与第二伸缩油缸4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。

单向阀组5板式安装于第一缸体37的底部，通过螺钉直接连接在第一伸缩油缸3的底部，无需管路连接、安装简单、占用空间少、降低了液压系统漏油失效几率、压力损失更小，发热量更少，能减少液压系统在机构回缩时的溢流损失，同时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。

Claims (4)

1.一种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）和单向阀组（5），伸缩控制联（1）包括第一单向阀（11）和换向阀（12），第二伸缩油缸（4）包括第二活塞杆（41）和第二缸体（46），其特征在于：

第一伸缩油缸（3）为内置芯管（33）的结构形式，第一伸缩油缸（3）包括第一活塞杆（31）、芯管（33）和第一缸体（37），并设有第一有杆腔油道（32）、芯管油道（34）、第一伸缩油缸第一工作油口（A1）、第一伸缩油缸第二工作油口（B1）、第一伸缩油缸第三工作油口（A2）、第一伸缩油缸第四工作油口（B2）、第一伸缩油缸第五工作油口（A5）、第一伸缩油缸第六工作油口（A7）、第一伸缩油缸第七工作油口（A8）和第一伸缩油缸第八工作油口（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第一工作油口（A1）连通，第一伸缩油缸第一工作油口（A1）设置在第一活塞杆（31）的杆段的端部，芯管（33）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，另一端固定在第一缸体（37）的底部，芯管（33）与第一缸体（37）的底部的连接处设置有第一伸缩油缸第三工作油口（A2），第一伸缩油缸第三工作油口（A2）与芯管（33）内部连通，第一伸缩油缸第一工作油口（A1）与第一伸缩油缸第三工作油口（A2）之间形成芯管油道（34），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第二工作油口（B1）连通，第一伸缩油缸第二工作油口（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第四工作油口（B2）连通，第一伸缩油缸第四工作油口（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，第一伸缩油缸第六工作油口（A7）设置在第一缸体（37）的底部，且与第一伸缩油缸第七工作油口（A8）连通，第一伸缩油缸第八工作油口（B3）设置在第一缸体（37）上靠近端部的位置，且与第一有杆腔（35）连通；

单向阀组（5）为板式安装式阀块总成，设置在第一缸体（37）的底部，单向阀组（5）包括第一单向阀（51）、第二单向阀（52）、第三单向阀（53）、第四单向阀（54）以及单向阀组第一工作油口（A3）、单向阀组第二工作油口（A4）、单向阀组第三工作油口（A6），其中，单向阀组第一工作油口（A3）与第一伸缩油缸第三工作油口（A2）连通，单向阀组第二工作油口（A4）与第一伸缩油缸第五工作油口（A5）连通，单向阀组第三工作油口（A6）与第一伸缩油缸第六工作油口（A7）连通，在单向阀组第一工作油口（A3）分成四条并联油路，四条油路上分别插装第一单向阀（51）、第二单向阀（52）、第三单向阀（53）、第四单向阀（54），第一单向阀（51）、第二单向阀（52）油路合并后归集至单向阀组第三工作油口（A6），第三单向阀（53）、第四单向阀（54）油路合并后归集至单向阀组第二工作油口（A4）；

换向阀（12）的第一工作油口（A）与平衡阀第一工作油口（C1）连通，换向阀（12）的第二工作油口（B）与平衡阀第二工作油口（C2）连通，平衡阀第三工作油口（C3）与第一伸缩油缸第一工作油口（A1）连通，平衡阀第四工作油口（C4）与第一伸缩油缸第二工作油口（B1）连通。

2.根据权利要求1所述的一种双缸顺序伸缩的液控系统，其特征在于，所述的换向阀（12）的第一工作油口（A）与平衡阀第一工作油口（C1）连通的油路上旁接有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。

3.根据权利要求1所述的一种双缸顺序伸缩的液控系统，其特征在于，所述的换向阀（12）的第二工作油口（B）与平衡阀第二工作油口（C2）连通的油路上旁接有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。

4.一种直臂随车起重机，包括双缸顺序伸缩的液控系统，其特征在于，所述的双缸顺序伸缩的液控系统为权利要求1-3任意一项权利要求所述的双缸顺序伸缩的液控系统。