CN104444866B - 伸缩机构的控制系统及具有其的起重机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种伸缩机构的控制系统及具有其的起重机。该伸缩机构的控制系统包括:伸缩油缸,伸缩油缸的侧壁上设置有用于将伸缩油缸的有杆腔或无杆腔与外界连通的通孔;插销机构,用于插拔销,插销机构通过第一油管与伸缩油缸连接,第一油管的第一端连接在通孔处;第一控制装置,第一控制装置与伸缩油缸连接,第一控制装置具有控制伸缩油缸伸缩的第一工作位置和控制插销机构插拔销的第二工作位置;第二控制装置,设置在第一油管上并与第一控制装置共同控制插销机构插拔销。根据本发明的伸缩机构的控制系统及具有其的起重机,能够避免以往使用带有中芯管的伸缩油缸加工难度高的问题的出现,提高了油路中油液的清洁度和控制系统的生产成本。

Description

伸缩机构的控制系统及具有其的起重机
技术领域
本发明涉及工程机械技术领域,更具体地,涉及一种伸缩机构的控制系统及具有其的起重机。
背景技术
受工程作业工况趋于广泛、复杂的推动,工程机械向着作业范围越来越广、工作可靠性越来越高的方向发展。如要求伸缩臂起重机的吊臂长度越来越长,要求伸缩支腿作业机械的支腿跨距越来越大,等等。当前行业中,多采用带中心芯管的单缸插拔销伸缩机构,来驱动多连接节的吊臂或支腿,实现增加臂长或支腿跨距的目的。存在着控制复杂、制造成本高、可靠性差等问题。
现阶段,许多伸缩臂起重机,尤其是大吨位的轮式起重机,为提高吊臂的长度,皆通过增加臂节数,并采用带中心芯管的单缸插拔销吊臂伸缩机构,来实现吊臂的伸缩作业。相应的典型伸缩机构的液压系统方案如图1所示,包括伸缩机构和插拔销机构两部分,其中插拔销机构固定在伸缩油缸的缸筒上,随着油缸的伸缩而移动。此种系统由以下组成:
换向阀1、第一溢流阀2、截止阀组3、平衡阀4、缸销控制缸5、臂销控制缸6、伸缩油缸7、臂销锁定阀8、缸销锁定阀9、插拔销控制阀组10、第二溢流阀11。
其中,第一溢流阀2和第二溢流阀11分别为伸缩油缸7伸缸和缩缸时的溢流阀,防止液压系统工作超压,损坏系统元件。
截止阀组3内含换向阀、插装阀、梭阀、溢流阀等元件,作用是对换向阀1和伸缩油缸7之间的有杆腔油路进行截断,并对伸缩油缸7方向的有杆腔油路进行保护,防止截止阀组3异常工作时,造成伸缩油缸7缩缸憋压,损坏伸缩机构。其中Y3得电时,截止阀组处于打开状态;Y3失电时,截止阀组处于关闭、截止状态。
缸销控制缸5和臂销控制缸6均为单作用弹簧复位液压缸,其固定在伸缩油缸7的缸筒上,依靠液压油压缩实现控制缸的缩回,进而驱动缸销或臂销的拔销;在控制缸泄压后,再依靠弹簧的回弹复位,实现控制缸的伸出,进而驱动缸销或臂销的插销。
伸缩油缸7为双作用液压缸,无杆腔进油实现油缸伸出,有杆腔进油实现油缸缩回。油缸内含中心芯管结构,可从活塞杆的头部输送液压油到缸筒的尾部,进而控制缸筒上的插销机构工作。
插拔销控制阀组10内含减压阀、溢流阀、单向阀、换向阀等,作用是控制缸销控制缸5、臂销控制缸6进行插拔缸销和臂销动作,并进行压力防护。其中Y6得电时,辅助泵的压力油可通过换向阀进入伸缩油缸7内的中心芯管;Y6失电时,伸缩油缸7中心芯管的液压油可通过换向阀、单向阀流回油箱。
具体的伸缩机构和插拔销机构液压系统控制原理如下:
进行伸缩机构的伸缸动作时,换向阀1的Y1和截止阀组3的Y3同时得电,换向阀芯下移,来自油泵的压力油通过换向阀芯上位,经过平衡阀4进入伸缩油缸7的无杆腔,推动油缸伸缸,压迫有杆腔内液压油通过已经打开的截止阀组3,再通过换向阀1流回油箱,实现正常的伸缸动作。此过程中,第一溢流阀2、截止阀组3中的溢流阀,皆对液压系统起保护作用。
进行伸缩机构的缩缸动作时,换向阀1的Y2和截止阀组3的Y3同时得电,换向阀芯上移,来自油泵的压力油通过换向阀芯下位,经过已经打开的截止阀组3,进入伸缩油缸7的有杆腔,推动油缸缩缸,压迫无杆腔内部的液压油,并同时供应先导油压打开平衡阀4,从而推动无杆腔的液压油经过平衡阀4,再通过换向阀1流回油箱,实现正常的缩缸动作。此过程中,第二溢流阀11、截止阀组3中的溢流阀,皆对液压系统起保护作用。
进行插拔销机构的拔缸销或拔臂销动作时,插拔销控制阀组10的Y6得电,来自辅助泵的压力油经过插拔销控制阀组10中的减压阀、换向阀进入伸缩油缸7的中心芯管,然后Y4或Y5得电,中心芯管的压力油通过臂销锁定阀8或缸销锁定阀9,进入缸销控制缸5或臂销控制缸6,压缩控制缸,实现拔缸销或拔臂销动作。此过程中,插拔销控制阀组10中的两个溢流阀皆起防护作用。
进行插拔销机构的放缸销或放臂销动作时,Y4或Y5得电,控制臂销锁定阀8或缸销锁定阀9打开,缸销控制缸5或臂销控制缸6压缩的液压油通过锁定阀、中心芯管,以及插拔销控制阀组10内的换向阀和单向阀得以泄压回油箱,而缸销控制缸5或臂销控制缸6内部的弹簧回弹,再将控制缸弹出,驱动缸销或臂销的释放。
通过以上的单缸插拔销吊臂伸缩机构系统控制原理,可以实现多节吊臂的正常伸缩动作,实现起重机不同臂长的吊装作业。具体吊臂伸缩原理,简要介绍如下:
进行伸臂动作时,根据控制信号指令,伸缩油缸上的缸销缩回,伸缩油缸运动到指定位置,释放缸销到对应吊臂的缸销孔,实现缸销承载吊臂。然后拔回臂销,实现待伸吊臂和次外节吊臂脱离。伸缩油缸再带着待伸吊臂伸到另一指定位置,接着释放臂销到次外节吊臂的臂销孔,实现待伸吊臂和次外节吊臂在新长度位置的连接。
完成伸臂后,需要进行缩缸动作,以进行次外节吊臂的伸臂动作。根据控制信号指令,伸缩油缸上的缸销缩回,伸缩油缸运动到新的指定位置,释放缸销到对应吊臂的缸销孔,开始另一个伸臂循环。
按照以上的控制逻辑,可以实现多节吊臂的伸臂动作。同样,按照类似的逻辑,可以完成相应的缩臂动作。在此不加赘述。
以上图1所示的单缸插拔销伸缩机构的液压系统,存在以下缺点:
1、在伸缩油缸上设置中心芯管,油缸的加工极为复杂,重量增加,液压清洁度难以控制,成本较高,并且芯管长度较长,容易挠性变形,且难以承受高压;
2、在进行拔销动作时,由于伸缩油缸的中心芯管存在油压,会在芯管端面产生压力,推动芯管伸出,进而推动油缸伸出。虽然系统中设置有截止阀组截断有杆腔油路,防止油缸伸出,但截止阀组中的插装阀无法做到零泄漏,导致拔销时依然会有油缸伸出现象,降低了拔销的成功率。且随着使用次数的增加,这种问题会越来越严重。
3、伸缩油缸伸缸时,中心芯管的容腔会不断被拉大,造成内部油液真空不断被扩大。液压系统必须依靠辅助泵和插拔销控制阀组对中心芯管不断的充油,以避免真空,提高插销机构拔销动作的响应性能。若充油不足,芯管依然会存在真空,拔销动作的响应性能就会不足,若充油过量,芯管就会憋压,降低使用寿命。
4、整体液压系统的控制复杂,成本较高,可靠性差。
发明内容
本发明旨在提供一种伸缩机构的控制系统及具有其的起重机,以解决现有技术中的伸缩机构的控制系统结构复杂、成本较高的问题。
为解决上述技术问题,根据本发明的一个方面,提供了一种伸缩机构的控制系统,包括:伸缩油缸,伸缩油缸的侧壁上设置有用于将伸缩油缸的有杆腔或无杆腔与外界连通的通孔;插销机构,插销机构用于插拔销,插销机构通过第一油管与伸缩油缸连接,第一油管的第一端连接在通孔处;第一控制装置,第一控制装置与伸缩油缸连接,第一控制装置具有控制伸缩油缸伸缩的第一工作位置和控制插销机构插拔销的第二工作位置;第二控制装置,第二控制装置设置在第一油管上并与第一控制装置共同控制插销机构插拔销。
进一步地,通孔与伸缩油缸的有杆腔连通,第一控制装置包括:第一换向阀,第一换向阀包括第一工作油口、第二工作油口、第三工作油口以及第四工作油口,第一换向阀的第一工作油口与油泵连接,第一换向阀的第二工作油口与油箱连接,第一换向阀的第三工作油口通过第二油管与伸缩油缸的无杆腔连通,第一换向阀的第四工作油口通过第三油管与伸缩油缸的有杆腔连通;第一换向阀具有第一工作状态、第二工作状态以及第三工作状态,其中,当第一换向阀处于其第一工作状态时,第一换向阀的第一工作油口与第一换向阀的第三工作油口连通,且第一换向阀的第二工作油口与第一换向阀的第四工作油口连通;当第一换向阀处于其第二工作状态时,第一换向阀的第一工作油口与第一换向阀的第四工作油口连通,且第一换向阀的第二工作油口与第一换向阀的第三工作油口连通;当第一换向阀处于其第三工作状态时,第一换向阀的第二工作油口与第一换向阀的第三工作油口和第一换向阀的第四工作油口均连通,第一换向阀的第一工作油口被截止。
进一步地,第一控制装置还包括:平衡阀组,平衡阀组设置在第一换向阀与伸缩油缸的无杆腔之间,其中,平衡阀组具有单向导通工作状态和节流工作状态,当平衡阀组处于其单向导通工作状态时,平衡阀组内的液压油从第一换向阀流至伸缩油缸的无杆腔,当平衡阀组处于其节流工作状态时,平衡阀组内的液压油从伸缩油缸的无杆腔流至第一换向阀;第一锁定阀,第一锁定阀设置在第一换向阀的第四工作油口与平衡阀组之间以将平衡阀组锁定在其单向导通工作状态或其节流工作状态。
进一步地,平衡阀组包括控制平衡阀组内的液压油单向流动的单向阀和对平衡阀组内的液压油进行节流处理的液控调节阀。
进一步地,第一锁定阀包括第一工作油口和第二工作油口,第一锁定阀的第一工作油口与第一换向阀的第四工作油口连通,第一锁定阀的第二工作油口与平衡阀组连通,第一锁定阀具有使平衡阀组处于其单向导通工作状态的第一工作状态和使平衡阀组处于其节流工作状态的第二工作状态,其中,当第一锁定阀处于其第一工作状态时,第一锁定阀的第一工作油口和第一锁定阀的第二工作油口均被截止;当第一锁定阀处于其第二工作状态时,第一锁定阀的第一工作油口和第一控制阀的第二工作油口导通。
进一步地,第一控制装置还包括:第一溢流阀,第一溢流阀包括第一工作油口和第二工作油口,第一溢流阀的第一工作油口与第一换向阀的第三工作油口连通,第一溢流阀的第二工作油口与油箱连通。
进一步地,插销机构:至少一个臂销油缸,臂销油缸设置在伸缩油缸上;至少一个缸销油缸,缸销油缸设置在伸缩油缸上;其中,臂销油缸和缸销油缸均为弹簧复位液压缸。
进一步地,第二控制装置包括:第二锁定阀,第二锁定阀包括第一工作油口和第二工作油口,第二锁定阀的第一工作油口与第一油管的第二端连通;第三锁定阀,第三锁定阀包括第一工作油口和第二工作油口第二锁定阀的第一工作油口与第二锁定阀的第二工作油口连通,第三锁定阀的第二工作油口与臂销油缸的有杆腔连通;第四锁定阀,第四锁定阀包括第一工作油口和第二工作油口,第四锁定阀的第一工作油口与第二锁定阀的第二工作油口连通,第四锁定阀的第二工作油口与缸销油缸的有杆腔连通;其中,第二锁定阀具有第一工作状态和第二工作状态,当第二锁定阀处于其第一工作状态时,第二锁定阀的第一工作油口与第二锁定阀的第二工作油口均被截止,当第二锁定阀处于其第二工作状态时,第二锁定阀的第一工作油口与第二锁定阀的第二工作油口导通;第三锁定阀具有第一工作状态和第二工作状态,当第三锁定阀处于其第一工作状态时,第三锁定阀的第一工作油口与第三锁定阀的第二工作油口均被截止,当第三锁定阀处于其第二工作状态时,第三锁定阀的第一工作油口与第三锁定阀的第二工作油口导通;第四锁定阀具有第一工作状态和第二工作状态,当第四锁定阀处于其第一工作状态时,第四锁定阀的第一工作油口与第四锁定阀的第二工作油口均被截止,当第四锁定阀处于其第二工作状态时,第四锁定阀的第一工作油口与第四锁定阀的第二工作油口导通。
进一步地,第二控制装置还包括蓄能器,蓄能器的进油口与第二锁定阀的第二工作油口连通。
进一步地,伸缩机构的控制系统还包括用于在伸缩油缸收缩和插销机构拔销过程中保护伸缩机构的控制系统的溢流阀组。
进一步地,溢流阀组包括:第二换向阀,第二换向阀包括第一工作油口、第二工作油口以及第三工作油口,第二换向阀的第一工作油口与第一换向阀的第四工作油口连通;第二溢流阀,第二溢流阀包括第一工作油口和第二工作油口,第二溢流阀的第一工作油口与第二换向阀的第二工作油口连通,第二溢流阀的第二工作油口与油箱连通;第三溢流阀,第三溢流阀包括第一工作油口和第二工作油口,第三溢流阀的第一工作油口与第二换向阀的第三工作油口连通,第三溢流阀的第二工作油口与油箱连通;第二换向阀具有第一工作状态和第二工作状态,其中,当第二换向阀处于其第一工作状态时,第二换向阀的第一工作油口与第二换向阀的第二工作油口连通,第二换向阀的第三工作油口被截止;当第二换向阀处于其第二工作状态时,第二换向阀的第一工作油口与第二换向阀的第三工作油口连通,第二换向阀的第二工作油口被截止。
根据本发明的另一方面,提供了一种起重机,包括伸缩机构的控制系统,伸缩机构的控制系统为上述的伸缩机构的控制系统。
应用本发明的技术方案,通过在伸缩油缸上设置通孔,便可通过第一油管将伸缩油缸与插销机构连接起来。由于第一控制装置控制伸缩油缸伸缩的第一工作位置和控制插销机构插拔销的第二工作位置,当第一控制装置处于其第一工作位置时,能够对伸缩油缸的伸缩状态进行控制,当第一控制装置处于其第二工作位置,能够与第二控制装置共同控制插销机构进行插销或拔销动作。在本发明中,由于设置了通孔,无需采用带有中芯管的伸缩油缸,便可将伸缩油缸与插销机构连接起来,避免了以往使用带有中芯管的伸缩油缸加工难度高的问题的出现,提高了油路中油液的清洁度,简化了伸缩机构的控制系统的结构,降低了该控制系统的生产成本。本发明中的通孔设置在导向套的附近,该通孔远离伸缩油缸的活塞杆的工作范围,保证伸缩油缸在伸缩行程范围内,始终保持有杆腔和插销机构油路的连通。
附图说明
构成本申请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示意性示出了现有的伸缩机构的控制系统的主视图;
图2示意性示出了本发明的伸缩机构的控制系统的主视图;以及
图3示意性示出了图2中的M区域的局部放大图。
附图标记说明:10、伸缩油缸;11、导向套;12、通孔;20、插销机构;21、臂销油缸;22、缸销油缸;30、第一油管;40、第一控制装置;41、第一换向阀;411、第一工作油口;412、第二工作油口;413、第三工作油口;414、第四工作油口;42、平衡阀组;421、单向阀;422、液控调节阀;423、过滤器;43、第一锁定阀;431、第一工作油口;432、第二工作油口;44、第一溢流阀;441、第一工作油口;442、第二工作油口;50、第二控制装置;51、第二锁定阀;511、第一工作油口;512、第二工作油口;52、第三锁定阀;521、第一工作油口;522、第二工作油口;53、第四锁定阀;531、第一工作油口;532、第二工作油口;54、蓄能器;60、溢流阀组;61、第二换向阀;611、第一工作油口;612、第二工作油口;613、第三工作油口;62、第二溢流阀;621、第一工作油口;622、第二工作油口;63、第三溢流阀;631、第一工作油口;632、第二工作油口;70、油箱;80、第二油管;90、第三油管。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明,但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
参见图2和图3所示,图2示出了本发明的伸缩机构的控制系统的主视图,图3示出了图2中的M区域的局部放大视图。根据本发明的实施例,伸缩机构的控制系统包括伸缩油缸10、插销机构20、第一控制装置40以及第二控制装置50。其中,伸缩油缸10的侧壁上设置有用于将伸缩油缸10的有杆腔或无杆腔与外界连通的通孔12,需要说明的是,本实施例中所述的伸缩油缸10的侧壁包括伸缩油缸10的周向侧壁和端部壁,而不仅限于伸缩油缸的周向侧壁;插销机构20用于插拔销,该插销机构20通过第一油管30与伸缩油缸10连接,连接时,将第一油管30的第一端连接在通孔12处,便于将伸缩油缸10内的油液输送至插销机构20;第一控制装置40与伸缩油缸10连接,工作时,第一控制装置40具有控制伸缩油缸10伸缩的第一工作位置和控制插销机构20插拔销的第二工作位置;第二控制装置50设置在第一油管30上,当第一控制装置40处于第二工作位置时,第一控制装置40与第二控制装置50共同控制插销机构20进行插销或拔销动作,结构简单,便于实现。
根据本发明的实施例,通过在伸缩油缸10上设置通孔12,便可通过第一油管30将伸缩油缸10与插销机构20连接起来。由于第一控制装置40控制伸缩油缸10伸缩的第一工作位置和控制插销机构20插拔销的第二工作位置,当第一控制装置40处于其第一工作位置时,能够对伸缩油缸10的伸缩状态进行控制,当第一控制装置40处于其第二工作位置,能够与第二控制装置50共同控制插销机构20进行插销或拔销动作。在本实施例中,由于设置了通孔12,无需采用带有中芯管的伸缩油缸,便可将伸缩油缸10与插销机构20连接起来,避免了以往使用带有中芯管的伸缩油缸加工难度高的问题的出现,提高了油路中油液的清洁度,简化了伸缩机构的控制系统的结构,降低了该控制系统的生产成本。本实施例中的通孔12设置在导向套11的附近,该通孔12远离伸缩油缸10的活塞杆的工作范围,保证伸缩油缸10在伸缩行程范围内,始终保持有杆腔和插销机构油路的连通。
再次参见图1所示,当本实施例中的通孔12与伸缩油缸10的有杆腔连通时,本实施例中的第一控制装置40包括第一换向阀41,该第一换向阀41包括第一工作油口411、第二工作油口412、第三工作油口413以及第四工作油口414。连接时,将第一换向阀41的第一工作油口411与油泵连接,便于将油箱70中的油液泵送至第一换向阀41内,第一换向阀41的第二工作油口412与油箱70连接,第一换向阀41的第三工作油口413通过第二油管80与伸缩油缸10的无杆腔连通,第一换向阀41的第四工作油口414通过第三油管90与伸缩油缸10的有杆腔连通。在本发明的其他实施例中,伸缩油缸10的承载腔还可以是有杆腔,此时,对应地将通孔12设置为将伸缩油缸10的无杆腔与第二控制装置50连通。
本实施例的第一换向阀41具有第一工作状态、第二工作状态以及第三工作状态,其中,当第一换向阀41处于其第一工作状态时,第一换向阀41的第一工作油口411与第一换向阀41的第三工作油口413连通,且第一换向阀41的第二工作油口412与第一换向阀41的第四工作油口414连通;当第一换向阀41处于其第二工作状态时,第一换向阀41的第一工作油口411与第一换向阀41的第四工作油口连通,且第一换向阀41的第二工作油口412与第一换向阀41的第三工作油口413连通;当第一换向阀41处于其第三工作状态时,第一换向阀41的第二工作油口412与第一换向阀41的第三工作油口413和第一换向阀41的第四工作油口414均连通,第一换向阀41的第一工作油口411被截止。工作过程中,通过使第一换向阀41在其第一工作状态、第二工作状态以及第三工作状态之间切换实现对伸缩油缸10和插销机构20的控制。优选地,本实施例中的第一换向阀41为三位四通电磁阀,结构简单,便于控制。
为了保证油路的安全性,本实施例中的第一控制装置40还包括平衡阀组42和第一锁定阀43。其中,平衡阀组42设置在第一换向阀41与伸缩油缸10的无杆腔之间,平衡阀组42具有单向导通工作状态和节流工作状态,当平衡阀组42处于其单向导通工作状态时,平衡阀组42内的液压油从第一换向阀41流至伸缩油缸10的无杆腔,当平衡阀组42处于其节流工作状态时,平衡阀组42内的液压油从伸缩油缸10的无杆腔流至第一换向阀41;第一锁定阀43设置在第一换向阀41的第四工作油口414与平衡阀组42之间以将平衡阀组42锁定在其单向导通工作状态或其节流工作状态,与第一换向阀41一起共同实现对伸缩油缸10的伸缩过程的控制。
具体来说,当需要使伸缩油缸10实现伸缸工作时,使第一控制装置40处于其第一工作位置,使第一换向阀41的Y1得电,通孔12处于截止状态,第一换向阀41处于其第一工作状态,第一换向阀41的换向阀芯下移,来自油泵的压力油通过换向阀芯上位,第一换向阀41的第一工作油口411与第一换向阀41的第三工作油口413连通,且第一换向阀41的第二工作油口412与第一换向阀41的第四工作油口414连通,油液流经第一换向阀41的第一工作油口411、第三工作油口413,经过平衡阀组42进入伸缩油缸10的无杆腔,此时的平衡阀组42处于单向导工作状态,液压油推动伸缩油缸10伸缸,压迫有杆腔内液压油通过第一换向阀41流回油箱70,实现正常的伸缸动作。
当需要使伸缩油缸10实现缩缸工作时,使第一控制装置40处于其第一工作位置,使第一换向阀41的Y2得电,第一换向阀41处于其第二工作状态,第一换向阀41的换向阀芯上移,来自油泵的压力油通过换向阀芯下位,第一换向阀41的第一工作油口411与第一换向阀41的第四工作油口414连通,且第一换向阀41的第二工作油口412与第一换向阀41的第三工作油口413连通,油箱70中的液压油从第一换向阀41的第二工作油口412进入后流经第四工作油口414、伸缩油缸10的有杆腔,进入伸缩油缸10的有杆腔,推动油缸缩缸,压迫无杆腔内部液压油,并同时供应第一锁定阀43打开平衡阀组42,使平衡阀组42处于其节流工作状态,从而推动无杆腔的液压油经过平衡阀组42,再通过第一换向阀41流回油箱70,实现正常的缩缸动作。
优选地,本实施例中的平衡阀组42包括单向阀421和液控调节阀422,其中,当平衡阀组42处于其单向导通工作状态时,单向阀421投入工作,控制平衡阀组42内的油液由第一换向阀41流向伸缩油缸10的无杆腔;当平衡阀组42处于其节流工作状态时,液控调节阀422投入工作,对液压油进行节流处理。更优选地,第一锁定阀43包括第一工作油口431和第二工作油口432,第一锁定阀43的第一工作油口431与第一换向阀41的第四工作油口414连通,第一锁定阀43的第二工作油口432与平衡阀组42连通,第一锁定阀43具有使平衡阀组42处于其单向导通工作状态的第一工作状态和使平衡阀组42处于其节流工作状态的第二工作状态,其中,当第一锁定阀43处于其第一工作状态时,第一锁定阀43的第一工作油口431和第一锁定阀43的第二工作油口432均被截止;当第一锁定阀43处于其第二工作状态时,第一锁定阀43的第一工作油口431和第一控制阀的第二工作油口432导通。本实施例中通过设置第一锁定阀43控制伸缩平衡阀组42先导信号的通断,结构简单,进一步简化本发明的伸缩机构的控制系统的连接关系,降低了该控制系统的生产成本。在本发明的其他实施例中,平衡阀组42作用是对伸缩油缸10的腔道进行锁止,技术要求不高时,可以使用普通的液控单向阀进行替代。
优选地,平衡阀组42还包括过滤器423,过滤器423的包括第一工作油口和第二工作油口,过滤器423的第一工作油口与第一锁定阀43的第二工作油口432连通,过滤器423的第二工作油口与液控调节阀422的控制端连通。根据本实施例的结构,能够对油路中的油液进行过滤,保证控制系统运行的可靠性和安全性。
为了对本发明的控制系统进行保护,本实施例中的第一控制装置40还包括第一溢流阀44,该第一溢流阀44包括第一工作油口441和第二工作油口442,该第一溢流阀44的第一工作油口441与第一换向阀41的第三工作油口413连通,第一溢流阀44的第二工作油口442与油箱70连通,在伸缩油缸10伸缸的过程中对本发明的伸缩机构起保护作用。
再次结合图2所示,本实施例中的插销机构20至少一个臂销油缸21和至少一个缸销油缸22。其中,臂销油缸21设置在伸缩油缸10上,对臂销的插拔进行控制;缸销油缸22设置在伸缩油缸10上,对缸销的插拔进行控制。优选地,臂销油缸21和缸销油缸22均为弹簧复位液压缸,依靠液压油压缩实现臂销油缸21和缸销油缸22的缩回,进而驱动缸销或臂销拔销;在控制缸泄压后,再依靠弹簧的回弹复位,实现臂销油缸21和缸销油缸22的伸出,进而驱动缸销或臂销插销,结构简单,便于实现。
为了对插销机构20进行精确的控制,本实施例中的控制系统中的第二控制装置50包括第二锁定阀51、第三锁定阀52以及第四锁定阀53。其中,第二锁定阀51包括第一工作油口511和第二工作油口512,第二锁定阀51的第一工作油口511与第一油管30的第二端连通;第三锁定阀52包括第一工作油口521和第二工作油口522,第二锁定阀51的第一工作油口511与第二锁定阀51的第二工作油口512连通,第三锁定阀52的第二工作油口522与臂销油缸21的有杆腔连通;第四锁定阀53包括第一工作油口531和第二工作油口532,第四锁定阀53的第一工作油口531与第二锁定阀51的第二工作油口512连通,第四锁定阀53的第二工作油口532与缸销油缸22的有杆腔连通。
其中,第二锁定阀51具有第一工作状态和第二工作状态,当第二锁定阀51处于其第一工作状态时,第二锁定阀51的第一工作油口511与第二锁定阀51的第二工作油口512均被截止,当第二锁定阀51处于其第二工作状态时,第二锁定阀51的第一工作油口511与第二锁定阀51的第二工作油口512导通;第三锁定阀52也具有第一工作状态和第二工作状态,当第三锁定阀52处于其第一工作状态时,第三锁定阀52的第一工作油口521与第三锁定阀52的第二工作油口522均被截止,当第三锁定阀52处于其第二工作状态时,第三锁定阀52的第一工作油口521与第三锁定阀52的第二工作油口522导通;第四锁定阀53同样具有第一工作状态和第二工作状态,当第四锁定阀53处于其第一工作状态时,第四锁定阀53的第一工作油口531与第四锁定阀53的第二工作油口532均被截止,当第四锁定阀53处于其第二工作状态时,第四锁定阀53的第一工作油口531与第四锁定阀53的第二工作油口532导通。
在本发明的其他实施例中,插销机构20可以拓展为液压马达,或其他形式的执行元件。
优选地,第二控制装置50还包括蓄能器54,蓄能器54的进油口与第二锁定阀51的第二工作油口512连通,实现油液泄压和暂时贮存。在本发明的其他实施例中,蓄能器54还可以设置为其他能够存储油液的装置,如果控制系统的要求不高时,还可以去掉蓄能器54。
结合图3所示,本实施例的伸缩机构的控制系统还包括用于在伸缩油缸10收缩和插销机构20拔销过程中保护伸缩机构的控制系统的溢流阀组60。
具体来说,溢流阀组60包括第二换向阀61、第二溢流阀62以及第三溢流阀63。第二换向阀61包括第二换向阀61的第一工作油口611、第二换向阀61的第二工作油口612以及第二换向阀61的第三工作油口613,第二换向阀61的第一工作油口611与第一换向阀41的第四工作油口414连通;第二溢流阀62包括第二溢流阀62的第一工作油口621和第二溢流阀62的第二工作油口622,第二溢流阀62的第一工作油口621与第二换向阀61的第二工作油口612连通,第二溢流阀62的第二工作油口622与油箱70连通;第三溢流阀63,第三溢流阀63包括第三溢流阀的第一工作油口631和第三溢流阀的第二工作油口632,第三溢流阀的第一工作油口631与第二换向阀61的第三工作油口613连通,第三溢流阀的第二工作油口632与油箱70连通。
第二换向阀61具有第一工作状态和第二工作状态,其中,当第二换向阀61处于其第一工作状态时,第二换向阀61的第一工作油口611与第二换向阀61的第二工作油口612连通,第二换向阀61的第三工作油口613被截止;当第二换向阀61处于其第二工作状态时,第二换向阀61的第一工作油口611与第二换向阀61的第三工作油口613连通,第二换向阀61的第二工作油口612被截止。当第二换向阀61在其第一工作状态和第二工作状态之间切换时,能够在伸缩油缸10收缩和插销机构20拔销过程中保护伸缩机构的控制系统的溢流阀组60。具体来说,当第二换向阀61在第二工作状态时,在伸缩油缸10收缩的过程中对油路进行保护;当第二换向阀61在第一工作状态时,在插销机构20拔销的过程中对油路进行保护。
结合上述的结构可以知道,当需要伸缩机构的拔缸销或拔臂销动作时,使第一换向阀41的Y2、溢流阀组60的Y7、第一锁定阀43的Y3和第二锁定阀51的Y6同时得电,第一换向阀41的阀芯上移,来自油泵的压力油通过换向阀芯下位,进入伸缩油缸10的有杆腔,并通过伸缩油缸10上的通孔12和第二锁定阀51进入第三锁定阀52和第四锁定阀53的前端,此时第三锁定阀52的Y4或第四锁定阀53的Y5得电,压力油通过第三锁定阀52和第四锁定阀53,进入缸销油缸22或臂销油缸21,压缩缸销油缸22或臂销油缸21,实现拔缸销或拔臂销动作。此过程中,溢流阀组60中的第二溢流阀62对系统起防护作用,第一锁定阀43截断了平衡阀组42的开启压力信号,防止平衡阀组42开启和伸缩缸无杆腔的油液泄漏。
进行伸缩机构的放缸销或放臂销动作时,Y4或Y5得电,控制第三锁定阀52或第四锁定阀53打开,缸销油缸22或臂销油缸21压缩的液压油通过第三锁定阀52或第四锁定阀53进入蓄能器54,实现油液泄压和暂时贮存。而缸销油缸22或臂销油缸21内部的弹簧回弹,再将控制缸弹出,从而驱动缸销或臂销的释放。蓄能器54暂存的油液后续再通过第二锁定阀51、伸缩油缸10的有杆腔和第一换向阀41返回油箱70。
在本发明的实施例中,第一锁定阀43、第二锁定阀51、第三锁定阀52以及第四锁定阀53的作用是对油路进行锁止,在本发明的其他实施例中,也可以将将它们换成逻辑阀组、电控平衡阀、普通换向阀等元件。在实施例中的第一溢流阀44、溢流阀组60也可使用电比例溢流阀,或在油泵出口附近设置溢流元件等来替代。控制系统中的换向阀还可以使用大流量插装阀和小流量换向阀组成的换向阀组进行替换。
根据本发明的另一方面,提供了一种起重机,该起重机包括伸缩机构的控制系统,该控制系统为上述实施例中的伸缩机构的控制系统
根据本发明的上述实施例的结构可以知道,本发明的技术方案实现了如下技术效果:在伸缩油缸的导向套附近设置通孔,连接油缸的有杆腔和插销机构,并通过第一锁定阀43控制伸缩平衡阀组的先导信号的通断,溢流阀组限制伸缩油缸腔的工作压力范围,达到有效利用伸缩油路分别实现伸缩油缸的伸缩动作和插销机构的插拔销动作的目的。本发明取消了现有技术中伸缩油缸的中心芯管,降低了伸缩油缸的制造成本和加工难度,提高了液压清洁度;优化了整体液压系统,取消了现有技术中的辅助泵、截止阀组、插拔销控制阀组等元件,降低了系统控制难度和制造成本;提高了单缸插拔销吊臂伸缩中吊臂销孔和控制销的对位成功率,大幅降低主机作业的故障率;消除了对中心芯管等输油管路的依赖,技术应用领域更加广泛。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。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 (12)

1.一种伸缩机构的控制系统,其特征在于,包括:
伸缩油缸(10),所述伸缩油缸(10)的侧壁上设置有用于将所述伸缩油缸(10)的有杆腔或无杆腔与外界连通的通孔(12);
插销机构(20),所述插销机构(20)用于插拔销,所述插销机构(20)通过第一油管(30)与所述伸缩油缸(10)连接,所述第一油管(30)的第一端连接在所述通孔(12)处;
第一控制装置(40),所述第一控制装置(40)与所述伸缩油缸(10)连接,所述第一控制装置(40)具有控制所述伸缩油缸(10)伸缩的第一工作位置和控制所述插销机构(20)插拔销的第二工作位置;
第二控制装置(50),所述第二控制装置(50)设置在第一油管(30)上并与所述第一控制装置(40)共同控制所述插销机构(20)插拔销。
2.根据权利要求1所述的伸缩机构的控制系统,其特征在于,所述通孔(12)与所述伸缩油缸(10)的有杆腔连通,所述第一控制装置(40)包括:
第一换向阀(41),所述第一换向阀(41)包括第一工作油口(411)、第二工作油口(412)、第三工作油口(413)以及第四工作油口(414),所述第一换向阀(41)的第一工作油口(411)与油泵连接,所述第一换向阀(41)的第二工作油口(412)与油箱(70)连接,所述第一换向阀(41)的第三工作油口(413)通过第二油管(80)与所述伸缩油缸(10)的无杆腔连通,所述第一换向阀(41)的第四工作油口(414)通过第三油管(90)与所述伸缩油缸(10)的有杆腔连通;
所述第一换向阀(41)具有第一工作状态、第二工作状态以及第三工作状态,其中,
当所述第一换向阀(41)处于其第一工作状态时,所述第一换向阀(41)的第一工作油口(411)与所述第一换向阀(41)的第三工作油口(413)连通,且所述第一换向阀(41)的第二工作油口(412)与所述第一换向阀(41)的第四工作油口(414)连通;
当所述第一换向阀(41)处于其第二工作状态时,所述第一换向阀(41)的第一工作油口(411)与所述第一换向阀(41)的第四工作油口(414)连通,且所述第一换向阀(41)的第二工作油口(412)与所述第一换向阀(41)的第三工作油口(413)连通;
当所述第一换向阀(41)处于其第三工作状态时,所述第一换向阀(41)的第二工作油口(412)与所述第一换向阀(41)的第三工作油口(413)和所述第一换向阀(41)的第四工作油口(414)均连通,所述第一换向阀(41)的第一工作油口(411)被截止。
3.根据权利要求2所述的伸缩机构的控制系统,其特征在于,所述第一控制装置(40)还包括:
平衡阀组(42),所述平衡阀组(42)设置在所述第一换向阀(41)与所述伸缩油缸(10)的无杆腔之间,其中,所述平衡阀组(42)具有单向导通工作状态和节流工作状态,当所述平衡阀组(42)处于其单向导通工作状态时,所述平衡阀组(42)内的液压油从所述第一换向阀(41)流至所述伸缩油缸(10)的无杆腔,当所述平衡阀组(42)处于其节流工作状态时,所述平衡阀组(42)内的液压油从所述伸缩油缸(10)的无杆腔流至所述第一换向阀(41);
第一锁定阀(43),所述第一锁定阀(43)设置在所述第一换向阀(41)的第四工作油口(414)与所述平衡阀组(42)之间以将所述平衡阀组(42)锁定在其单向导通工作状态或其节流工作状态。
4.根据权利要求3所述的伸缩机构的控制系统,其特征在于,所述平衡阀组(42)包括控制所述平衡阀组(42)内的液压油单向流动的单向阀(421)和对所述平衡阀组(42)内的液压油进行节流处理的液控调节阀(422)。
5.根据权利要求4所述的伸缩机构的控制系统,其特征在于,所述第一锁定阀(43)包括第一工作油口(431)和第二工作油口(432),所述第一锁定阀(43)的第一工作油口(431)与所述第一换向阀(41)的第四工作油口(414)连通,所述第一锁定阀(43)的第二工作油口(432)与所述平衡阀组(42)连通,所述第一锁定阀(43)具有使所述平衡阀组(42)处于其单向导通工作状态的第一工作状态和使所述平衡阀组(42)处于其节流工作状态的第二工作状态,其中,
当所述第一锁定阀(43)处于其第一工作状态时,所述第一锁定阀(43)的第一工作油口(431)和所述第一锁定阀(43)的第二工作油口(432)均被截止;
当所述第一锁定阀(43)处于其第二工作状态时,所述第一锁定阀(43)的第一工作油口(431)和所述第一控制阀的第二工作油口(432)导通。
6.根据权利要求2所述的伸缩机构的控制系统,其特征在于,所述第一控制装置(40)还包括:
第一溢流阀(44),所述第一溢流阀(44)包括第一工作油口(441)和第二工作油口(442),所述第一溢流阀(44)的第一工作油口(441)与所述第一换向阀(41)的第三工作油口(413)连通,所述第一溢流阀(44)的第二工作油口(442)与所述油箱(70)连通。
7.根据权利要求1所述的伸缩机构的控制系统,其特征在于,所述插销机构(20):
至少一个臂销油缸(21),所述臂销油缸(21)设置在所述伸缩油缸(10)上;
至少一个缸销油缸(22),所述缸销油缸(22)设置在所述伸缩油缸(10)上;其中,
所述臂销油缸(21)和所述缸销油缸(22)均为弹簧复位液压缸。
8.根据权利要求7所述的伸缩机构的控制系统,其特征在于,所述第二控制装置(50)包括:
第二锁定阀(51),所述第二锁定阀(51)包括第一工作油口(511)和第二工作油口(512),第二锁定阀(51)的第一工作油口(511)与所述第一油管(30)的第二端连通;
第三锁定阀(52),所述第三锁定阀(52)包括第一工作油口(521)和第二工作油口(522)所述第二锁定阀(51)的第一工作油口(511)与所述第二锁定阀(51)的第二工作油口(512)连通,所述第三锁定阀(52)的第二工作油口(522)与所述臂销油缸(21)的有杆腔连通;
第四锁定阀(53),所述第四锁定阀(53)包括第一工作油口(531)和第二工作油口(532),所述第四锁定阀(53)的第一工作油口(531)与所述第二锁定阀(51)的第二工作油口(512)连通,所述第四锁定阀(53)的第二工作油口(532)与所述缸销油缸(22)的有杆腔连通;其中,
所述第二锁定阀(51)具有第一工作状态和第二工作状态,当所述第二锁定阀(51)处于其第一工作状态时,所述第二锁定阀(51)的第一工作油口(511)与所述第二锁定阀(51)的第二工作油口(512)均被截止,当所述第二锁定阀(51)处于其第二工作状态时,所述第二锁定阀(51)的第一工作油口(511)与所述第二锁定阀(51)的第二工作油口(512)导通;
所述第三锁定阀(52)具有第一工作状态和第二工作状态,当所述第三锁定阀(52)处于其第一工作状态时,所述第三锁定阀(52)的第一工作油口(521)与所述第三锁定阀(52)的第二工作油口(522)均被截止,当所述第三锁定阀(52)处于其第二工作状态时,所述第三锁定阀(52)的第一工作油口(521)与所述第三锁定阀(52)的第二工作油口(522)导通;
所述第四锁定阀(53)具有第一工作状态和第二工作状态,当所述第四锁定阀(53)处于其第一工作状态时,所述第四锁定阀(53)的第一工作油口(531)与所述第四锁定阀(53)的第二工作油口(532)均被截止,当所述第四锁定阀(53)处于其第二工作状态时,所述第四锁定阀(53)的第一工作油口(531)与所述第四锁定阀(53)的第二工作油口(532)导通。
9.根据权利要求8所述的伸缩机构的控制系统,其特征在于,所述第二控制装置(50)还包括蓄能器(54),所述蓄能器(54)的进油口与所述第二锁定阀(51)的第二工作油口(512)连通。
10.根据权利要求2所述的伸缩机构的控制系统,其特征在于,所述伸缩机构的控制系统还包括用于在所述伸缩油缸(10)收缩和所述插销机构(20)拔销过程中保护所述伸缩机构的控制系统的溢流阀组(60)。
11.根据权利要求10所述的伸缩机构的控制系统,其特征在于,所述溢流阀组(60)包括:
第二换向阀(61),所述第二换向阀(61)包括第一工作油口(611)、第二工作油口(612)以及第三工作油口(613),所述第二换向阀(61)的第一工作油口(611)与所述第一换向阀(41)的第四工作油口(414)连通;
第二溢流阀(62),所述第二溢流阀(62)包括第一工作油口(621)和第二工作油口(622),所述第二溢流阀(62)的第一工作油口(621)与所述第二换向阀(61)的第二工作油口(612)连通,所述第二溢流阀(62)的第二工作油口(622)与所述油箱(70)连通;
第三溢流阀(63),所述第三溢流阀(63)包括第一工作油口(631)和第二工作油口(632),所述第三溢流阀的第一工作油口(631)与所述第二换向阀(61)的第三工作油口(613)连通,所述第三溢流阀的第二工作油口(632)与所述油箱(70)连通;
所述第二换向阀(61)具有第一工作状态和第二工作状态,其中,
当所述第二换向阀(61)处于其第一工作状态时,所述第二换向阀(61)的第一工作油口(611)与所述第二换向阀(61)的第二工作油口(612)连通,所述第二换向阀(61)的第三工作油口(613)被截止;
当所述第二换向阀(61)处于其第二工作状态时,所述第二换向阀(61)的第一工作油口(611)与所述第二换向阀(61)的第三工作油口(613)连通,所述第二换向阀(61)的第二工作油口(612)被截止。
12.一种起重机,包括伸缩机构的控制系统,其特征在于,所述伸缩机构的控制系统为权利要求1至11中任一项所述的伸缩机构的控制系统。
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