CN104564867A - 两节折叠臂高空作业车的液压系统 - Google Patents

两节折叠臂高空作业车的液压系统 Download PDF

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Abstract

两节折叠臂高空作业车的液压系统，设有油缸Ⅰ、油缸Ⅱ与回转马达，其中油缸Ⅰ为下臂变幅油缸，油缸Ⅱ为上臂变幅油缸，回转马达为摆线液压马达，特征是油缸Ⅰ通过流量阀Ⅰ与换向阀Ⅰ-A连接；油缸Ⅱ通过流量阀Ⅱ与换向阀Ⅰ-B连接；回转马达连接有换向阀Ⅲ；换向阀Ⅱ同时与换向阀Ⅰ-A、换向阀Ⅰ-B和换向阀Ⅲ相连通，换向阀Ⅱ与液压泵连通，液压泵连通油箱，油箱通过吸油过滤器与液压泵连通；油箱通过回油过滤器与换向阀Ⅲ连通；油缸Ⅰ和油缸Ⅱ均通过一管路与大气相连通；换向阀Ⅲ与回转马达之间设置有阻尼节流塞。本发明在低成本下实现对臂架液压系统进行平稳、可靠的控制，解决了高空车操作控制臂架起落时有抖动、不平稳、冲击大的问题。

Description

两节折叠臂高空作业车的液压系统
技术领域
本发明涉及一种液压系统，特别涉及一种两节折叠臂高空作业车的液压系统，属于液压控制领域。
背景技术
液压传动是以液体作为工作介质来传递动力的。液压传动用液体的压力来传递动力。现代工程机械几乎都采用了液压系统，并且与电子系统、计算机控制技术相结合，成为现代工程机械的重要组成部分。液压系统性能的好坏，除满足使用功能要求外，应从液压系统的效率、功率利用、调速范围、微调特性、振动、噪声以及系统安装调试是否方便等方面进行。传统的高空车臂架油缸设置平衡阀，采用电液比例操作控制系统，存在成本高，臂架起落时有抖动、冲击的故障，使得臂架在起落时控制不平稳、不可靠。
现有技术的高空作业车液压系统设计中，设计者传统的设计思路为：一、臂架的举升油缸上普遍采用在平衡阀，并根据臂架受力情况设置单向平衡阀或双向平衡阀，设置平衡阀的作用有：保持臂架起落动作平稳；防止臂架自动下落；在软管失效的情况下，防止臂架失控加速掉落；二、臂架的动作控制多数采用电磁换向阀加比例流量阀的控制方式，或者是采用比例换向阀的控制方式。采用上述方式实现，产生的结果有二：一、如果采用高性能的平衡阀，臂架动作采用比例换向阀控制，或采用电磁换向阀加比例流量阀的控制方式，臂架的起落动作会相对平稳，但成本会非常高；二、如果采用低性能的平衡阀，臂架动作采用比例换向阀控制或采用电磁换向阀加比例流量阀控制方式，成本也比较高，且臂架起落动作过程中经常会产生抖动、不平稳等故障现象，出现抖动故障时，有时则需要反复调节平衡阀压力才能解决。经常调节平衡阀压力既不方便，尤其是臂架举升到一定高度，则根本无法调节，另外也存在一定程度的安全隐患——如果压力调节不当臂架会失速下落造成危险。
以上矛盾成为高空作业车液压系统设计领域的一个难题。
发明内容
本发明的目的为提供一种两节折叠臂高空作业车的液压系统，该液压系统能使高空作业车臂架起升、下落动作非常平稳、可靠，系统简单，成本低廉。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种两节折叠臂高空作业车的液压系统，设有油缸Ⅰ、油缸Ⅱ与回转马达，其中，油缸Ⅰ为高空车下臂变幅油缸，油缸Ⅱ为高空车上臂变幅油缸，回转马达为摆线液压马达，其特征在于，所述油缸Ⅰ通过流量阀Ⅰ与换向阀Ⅰ-A连接；所述油缸Ⅱ通过流量阀Ⅱ与换向阀Ⅰ-B连接；所述的回转马达连接有换向阀Ⅲ；所述的换向阀Ⅱ同时与换向阀Ⅰ-A、换向阀Ⅰ-B和换向阀Ⅲ相连通，该换向阀Ⅱ与液压泵连通，该液压泵连通油箱，该油箱通过吸油过滤器与液压泵连通；所述油箱通过回油过滤器与所述换向阀Ⅲ连通；所述油缸Ⅰ和油缸Ⅱ均通过一管路与大气相连通；所述换向阀Ⅲ与所述回转马达之间设置有阻尼节流塞。
本设计有以下优化方案：
1、所述液压泵出口设置有单向阀，该单向阀与所述换向阀Ⅱ之间设置有溢流阀，该溢流阀出口与所述油箱连通。
2、所述换向阀Ⅱ与所述单向阀间设置有油压表，该油压表与所述单向阀和溢流阀进口均通过管道连通。
3、所述液压泵采用齿轮泵；
4、所述换向阀Ⅰ-A与换向阀Ⅰ-B，均采用两位两通电磁换向阀；
5、所述换向阀Ⅱ采用两位四通电磁换向阀；
6、所述换向阀Ⅲ采用三位四通电磁换向阀。
本发明的有益效果是：通过在该液压系统两组油缸与换向阀间分别设置流量阀，回转马达与换向阀间设置阻尼节流塞，设置多个电磁换向阀，解决了在成本低廉的情况下，即能实现对折臂高空车臂架液压系统的动作运行进行非常平稳、可靠的控制，也解决了现有高空车在油缸上设置普通平衡阀，操作控制臂架起落时有抖动、不平稳、冲击的问题。
本发明克服了传统的——举升臂架油缸普遍使用平衡阀；臂架的动作控制使用比例换向阀等技术偏见，突破常规思维方式，联想到具有压力补偿性的流量阀所具有的特点——压力油正向流通流量阀时流出的流量保持恒定，而不受负载压力变化的影响，反向通过固定节流孔从流量阀可流出固定的流量，于是大胆尝试设计：一、在高空车的臂架油缸上用压力补偿性流量阀代替平衡阀，将压力补偿性流量阀的正向油口端接至油缸大腔端，将流量阀的反向油口端接至控制臂架动作的换向阀端，既能保证臂架起升过程有固定流量输出保持平稳，也能保证下落过程不受负载压力影响也能保持平稳，这样用流量阀代替高性能平衡阀，能节省高额成本，用流量阀代替普通低性能平衡阀，能解决臂架出现抖动调节平衡阀甚至无法调节造成的问题；二、采用此方案时另外也必须要考虑如果连通臂架举升油缸的软管一旦破裂失效时，必须能锁住油缸不失控加速下落造成事故，于是在油缸上须设置零泄漏的电磁换向阀，且设置的零泄漏电磁阀与流量阀集成设计为一个插装的阀块上，阀块再安装在油缸上，这样既能保证在油缸软管失效破裂的情况下阻止油缸失控下落，也能保证臂架起落动作的有效控制；三、根据折叠臂高空车臂架自身具有一定的自重特点，臂架油缸仅设置大腔通压力油路，臂架油缸小腔可通大气而不外接压力油路，这样管路安装连接会相对简单；四、臂架的动作控制用普通的电磁换向阀代替传统的比例换向阀，这样可节省高额的成本。上述方案进行了实际装车试验，试验的效果达到了良好的效果——臂架无论在起升或下落过程中都非常的平稳，且成本较低。故认为：本发明内容大胆打破传统的思路——臂架举升油缸上用流量阀代替平衡阀，臂架的动作控制用电磁换向阀代替电磁换向阀加流量阀控制方式；或者是臂架举升油缸上用流量阀代替平衡阀，臂架的动作控制用电磁换向阀代替比例换向阀控制方式，很好的实现了成本低廉，控制系统、生产装配、电气逻辑控制及系统调试等都非常简单的情况下，臂架起落、回转过程中都非常平稳、无抖动、无冲击的良好效果。本方案在实施时，为了使控制系统简单、成本低廉，生产装配维修、管路连接、逻辑控制、系统调试都非常简单化，采用了：一、将控制上、下变幅油缸起落动作切换、上车卸荷及转台顺逆回转动作仅采用一个两位四通电磁阀和一个三位四通电磁阀即可实现，且将两电磁阀集成在一阀块上，占用空间小；二、将控制臂架油缸起落平稳的流量阀和换向阀设计成一体积很小的插装小阀块并将其安装在上、下变幅油缸的大腔油口上，臂架的下落依靠自重来实现，下落的平稳性由压力补偿流量阀来实现，臂架起升时，压力油经换向阀后再经流量阀的固定节流孔流出固定的流量进入油缸大腔，臂架下落时液压油从油缸大腔经流量阀流出的流量保持恒定，而不受负载压力变化的影响，从而保证臂架在无论在起升或下落过程中都能实现无冲击、平稳地运行，且勿需调节。
本发明的两节折叠臂高空作业车的液压系统，能使高空作业车臂架起升、下落、回转动作非常平稳、可靠，成本低廉、控制系统、生产装配、逻辑控制及系统调试都非常简单。本方案较采用传统控制方式一——臂架油缸设置平衡阀，臂架动作控制采用电磁换向阀加比例流量阀控制方式，节省成本大约6000元；本方案较传统控制方式二——臂架油缸设置平衡阀，臂架动作控制采用比例换向阀控制方式，节省成本大约10000元。
附图说明
图1是本发明的液压系统原理图；
附图中标记相应名称：吸油过滤器1；液压泵2；单向阀3；溢流阀4；油压表5；换向阀Ⅱ6；换向阀Ⅲ7；阻尼节流塞8；阀块9；回转马达10；换向阀Ⅰ-A11-1；换向阀Ⅰ-B11-2；流量阀Ⅰ12-1；流量阀Ⅱ12-2；油缸Ⅰ13；油缸Ⅱ14；回油过滤器15；油箱16。
具体实施方式
下面结合实例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。
实施例1：一种液压系统，包括油缸Ⅰ13、油缸Ⅱ14，回转马达10，油缸Ⅰ13和油缸Ⅱ14分别连接有换向阀Ⅰ-A 11-1、换向阀Ⅰ-B 11-2，回转马达10连接有换向阀Ⅲ7，换向阀Ⅱ6同时连通有两个换向阀I-A 11-1、换向阀Ⅰ-B 11-2和换向阀Ⅲ7，换向阀Ⅱ6连通有液压泵2，液压泵2连通有油箱16，油箱16和液压泵2之间设置吸油过滤器1，且吸油过滤器1同时与油箱16和液压泵2连通。换向阀Ⅲ7与油箱16之间设置有回油过滤器15，回油过滤器15同时与换向阀Ⅱ 6和换向阀Ⅲ7以及油箱16连通。换向阀Ⅰ-A 11-1与油缸Ⅰ13之间设置有流量阀Ⅰ12-1，换向阀Ⅰ-B 11-2与油缸Ⅱ14之间设置有流量阀Ⅱ12-2，流量阀Ⅰ 12-1、流量阀Ⅱ12-2与换向阀I-A 11-1、换向阀Ⅰ-B 11-2均通过管道与两油缸大腔相连通，油缸Ⅰ13和油缸Ⅱ14的小腔口通过一管路分别均与大气相连通。液压泵2与换向阀Ⅱ 6之间设置有单向阀3和溢流阀4，单向阀3与换向阀Ⅱ6和溢流阀4进口均连通，溢流阀4出口连通油箱16。油缸Ⅰ13为高空车下臂变幅油缸，油缸Ⅱ14为上臂变幅油缸，回转马达10为摆线液压马达，油箱16中的液压油通过汽车底盘取力器驱动液压齿轮泵2吸附到管道中，吸油过滤器1过滤掉油箱液压油中的杂质，回油过滤器15过滤掉液压系统回油管路中的杂质，避免杂质堵塞管道或造成液压泵、阀等元件损坏，通过液压油推动油缸、马达的运动。油缸Ⅰ 13和油缸Ⅱ14大腔口分别设置流量阀Ⅰ12-1、流量阀Ⅱ12-2，油缸Ⅰ13和油缸Ⅱ14小腔口通过一管路均与大气相连通；回转马达进出两口分别设置阻尼节流塞8，使得高空车臂架在起落、回转运行控制过程中都非常平稳、可靠、无抖动。
液压泵2出口设置有单向阀3，单向阀3与换向阀Ⅱ6之间设置溢流阀4，溢流阀4出口与油箱16连通。换向阀Ⅱ6与单向阀3间设置有油压表5，且油压表5均与单向阀3出口和溢流阀4进口通过管道相连通。单向阀是使流体只能沿进口方向单向流动，出口无法回流的装置，这是本领域技术人员常用的阀门。油压表5是显示管道中液压油的压力，便于操作人员观察控制。溢流阀4是整个液压系统的安全阀，在系统出现故障时起安全保护作用，也是本领域技术人员常用的液压阀元件。
液压泵2为齿轮泵，换向阀Ⅰ-A 11-1、换向阀Ⅰ-B 11-2为两位两通零泄漏电磁换向阀，换向阀Ⅱ6为两位四通电磁换向阀，换向阀Ⅲ 7为三位四通电磁换向阀，回转马达10为摆线液压马达，流量阀Ⅰ12-1、流量阀Ⅱ12-2为压力补偿流量调节阀。齿轮泵是利用齿和泵壳形成的封闭容积的变化实现吸油或压油，本方案采用CBWmb-F10.0-ALP型齿轮泵即可满足工作。换向阀Ⅰ11-1、11-2两位两通零泄漏电磁换向阀，它有两个工作位置，两个工作腔，分别是一个进口，一个出口，其工作原理就是依靠阀芯的滑动，来改变油路的通与断，本方案的换向阀Ⅰ-A 11-1、换向阀Ⅰ-B 11-2采用SV38-28型零泄漏电磁换向阀；换向阀Ⅱ 6两位四通电磁换向阀，它有两个工作位置，以及有4个工作腔，分别是P进油，T回油，AB工作腔，工作原理就是依靠阀芯的滑动，来改变油路的流向，本方案的换向阀Ⅱ6采用SWH-G02-B2-D12-20型换向阀；换向阀Ⅲ 7采用三位四通电磁换向阀，它有三个工作位置，以及有4个工作腔，分别是P进油，T回油，AB工作腔，工作原理同样是依靠阀芯的滑动，来改变油路的流向，本方案的换向阀Ⅲ7采用SWH-G02-C3-D12-20型换向阀；换向阀Ⅱ 6与换向阀Ⅲ 7通过设计一阀块10，使得换向阀Ⅱ6的A口与换向阀Ⅲ 7的P口相连通，换向阀阀Ⅱ 6的T口与换向阀Ⅲ 7的T口相连通，换向阀Ⅱ 6的B口与下变幅油缸Ⅰ 13和上变幅油缸Ⅱ 14起落动作的换向阀Ⅰ-A 11-1和I-B 11-2的P口均通过管路相连通，当需要控制下变幅油缸Ⅰ 13起升时，可同时使换向阀Ⅱ 6与换向阀Ⅰ-A 11-1电磁阀得电，压力油路经过压力补偿性流量阀12-1反向固定节流孔与油缸Ⅰ 13的大腔相连通，下变幅油缸Ⅰ 13平稳起升；当需要控制下变幅油缸Ⅰ 13下落时，可仅使换向阀I-A 11-1电磁阀得电即可，下变幅油缸依靠自重，大腔内的液压油通过压力补偿流量阀I 12-1经管路流回油箱16，使得下臂变幅油缸平稳下落。上变幅油缸Ⅱ 14的起落控制原理同下变幅油缸Ⅰ。本方案流量阀I 12-1与流量阀Ⅱ 12-2均采用FR08-20F-3B-N-M5.0型压力补偿流量调节阀，即可使上、下臂变幅油缸在起升时压力油通过流量阀I 12-1、Ⅱ 12-2固定节流孔流出固定流量进入油缸大腔；上下变幅油缸下落时从油缸大腔经流量阀I 12-1、Ⅱ 12-2流出的流量保持恒定，而不受负载压力变化的影响，从而保证臂架在无论在起升或下落过程中都能实现无冲击平稳地运行。转台回转马达10采用JS-50摆线液压马达与转台涡轮蜗杆减速机相连，通过换向阀Ⅲ 7的两侧电磁铁分别得电，来控制压力油路通过阻尼节流塞8后分别进入马达的AB口，可实现使马达正反转，从而使臂架实现顺时针或逆时针精确平稳的回转动作。
采用上述方式，在成本低廉的情况下，就能较好地实现本发明。

Claims (7)

1. 一种两节折叠臂高空作业车的液压系统，设有油缸Ⅰ、油缸Ⅱ与回转马达，其中，油缸Ⅰ为高空车下臂变幅油缸，油缸Ⅱ为高空车上臂变幅油缸，回转马达为摆线液压马达，其特征在于，所述油缸Ⅰ通过流量阀Ⅰ与换向阀Ⅰ-A连接；所述油缸Ⅱ通过流量阀Ⅱ与换向阀Ⅰ-B连接；所述的回转马达连接有换向阀Ⅲ；所述的换向阀Ⅱ同时与换向阀Ⅰ-A、换向阀Ⅰ-B和换向阀Ⅲ相连通，该换向阀Ⅱ与液压泵连通，该液压泵连通油箱，该油箱通过吸油过滤器与液压泵连通；所述油箱通过回油过滤器与所述换向阀Ⅲ连通；所述油缸Ⅰ和油缸Ⅱ均通过一管路与大气相连通；所述换向阀Ⅲ与所述回转马达之间设置有阻尼节流塞。
2. 根据权利要求1所述的两节折叠臂高空作业车的液压系统，其特征在于，所述液压泵出口设置有单向阀，该单向阀与所述换向阀Ⅱ之间设置有溢流阀，该溢流阀出口与所述油箱连通。
3. 根据权利要求1所述的两节折叠臂高空作业车的液压系统，其特征在于，所述换向阀Ⅱ与所述单向阀间设置有油压表，该油压表与所述单向阀和溢流阀进口均通过管道连通。
4. 根据权利要求1所述的两节折叠臂高空作业车的液压系统，其特征在于，所述液压泵采用齿轮泵。
5. 根据权利要求1所述的两节折叠臂高空作业车的液压系统，其特征在于，所述换向阀Ⅰ-A与换向阀Ⅰ-B，均采用两位两通电磁换向阀。
6. 根据权利要求1所述的两节折叠臂高空作业车的液压系统，其特征在于，所述换向阀Ⅱ采用两位四通电磁换向阀。
7. 根据权利要求1-6之一所述的两节折叠臂高空作业车的液压系统，其特征在于，所述换向阀Ⅲ采用三位四通电磁换向阀。
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