CN106837901A - 一种降低液压启动冲击的起竖系统控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种降低液压启动冲击的起竖系统控制方法,该起竖系统控制方法的步骤为:S1、搭建液压起竖系统;S2、通过压力复合调节进行建压;S3、通过单向比例调速控制液压缸进行起竖作业;S4、进行泄压换向,并进行液压缸锁定,完成降低液压启动冲击的起竖系统控制过程。本发明通过系统压力的复合调节,结合角度反馈信号与恒功率控制方式的切换,能够有效解决由于液压起竖系统起竖、回平启动瞬间因液压冲击导致被翻转设备冲击、抖动等影响,在起竖平稳性要求较高的工作场合有较广应用。
Description
技术领域
本发明涉及液压起竖系统控制技术领域,尤其涉及一种降低液压启动冲击的起竖系统控制方法。
背景技术
液压起竖系统利用液压缸实现被翻转设备的起竖与回平,在工程机械、国防军工等领域有着十分广泛的应用。但是在对起竖时间及起竖平稳性有严格要求的重载起竖应用场合,现有的液压起竖系统在启动建压、换向阀动作的起竖初始瞬间,因液压冲击导致被翻转设备冲击、抖动等,对被翻转设备及液压系统均有不良影响。目前解决方案主要有减慢换向阀的换向速度,或通过电气控制方式预防,如启动时先输出电磁阀控制信号,然后设置不同的压力、流量斜坡输出信号,利用比例压力、比例流量斜坡输出系统压力流量,保证换向时系统处于无压或低压状态提高平稳性,优点是简洁、高效,但是降低了系统的响应速度。
针对现有方案中的不足,本发明提出一种降低液压启动冲击的起竖系统控制方法,系统压力与负载初始匹配,利用比例调压与泵恒扭矩控制相结合的压力控制方式降低液压起竖系统启动冲击,容积调速与节流调速相结合的控制方式实现全程快速平稳起竖。
发明内容
鉴于上述的分析,本发明旨在提供一种降低液压启动冲击的起竖系统控制方法,用以解决现有液压起竖系统起竖、回平启动瞬间因液压冲击导致被翻转设备冲击、抖动等问题。
本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的:
一种降低液压启动冲击的起竖系统控制方法,该起竖系统控制方法的步骤为:
S1、搭建液压起竖系统;
S2、通过压力复合调节进行建压;
S3、通过单向比例调速控制液压缸进行起竖作业;
S4、进行泄压换向,并进行液压缸锁定,完成降低液压启动冲击的起竖系统控制过程。
步骤S1中,液压起竖系统包括:能源模块、调压模块、方向控制模块、速度控制模块、控制系统、液压缸、平衡负负载模块;
能源模块与调压模块连接,且调压模块与方向控制模块连接;
方向控制模块、速度控制模块、平衡负负载模块均与液压缸连接;
液压缸设有锁定模块和平衡负负载模块:锁定模块能够同时锁定液压缸的有杆腔和无杆腔,平衡负负载模块能够平衡起竖过程中产生的负负载;
被起竖设备与液压缸连接,且设有倾角传感器。
能源模块包括:三相异步电动机、轴向柱塞泵;轴向柱塞泵采用恒扭矩控制方式,且与三相异步电动机通过联轴器连接;
调压模块采用比例溢流阀,且与能源模块一起为液压缸提高压油液;
方向控制模块采用电磁换向阀,实现对液压起竖系统的起竖、回平的方向控制;
速度控制模块采用单向比例调速阀,实现对液压起竖系统的起竖、回平的速度控制;
控制系统通过倾角传感器采集的角度反馈信号对比例溢流阀、电磁换向阀和单向比例调速阀进行逻辑控制,实现液压缸推动被起竖设备起竖和回平。
步骤S2具体为:
调压模块的比例溢流阀不通电,空载启动能源模块的三相异步电动机;方向控制模块的电磁换向阀通电,无压或较低压力快速平稳换向;
控制系统对调压模块的比例溢流阀输出一阶跃信号,系统初始建压,该压力为液压缸推动被起竖设备初始启动动作所需压力的70%~80%;
此时,控制系统同时对调压模块的比例溢流阀速度控制模块的单向比例调速阀输出一小斜率的斜坡信号,逐渐提高液压起竖系统的压力的同时,增大单向比例调速阀通流面积;
此时,随着系统压力逐渐升高,当压力上升至某一定值时,液压缸开始缓慢伸出并推动被起竖设备,当控制系统只要检测到倾角传感器有微小角度信号后,控制系统对调压模块的比例溢流阀输出一阶跃信号至系统安全溢流设定压力值,系统压力完全由能源模块的恒扭矩控制方式的轴向柱塞泵与负载自适应,完成系统初始复合调节建压,液压起竖系统完成平稳启动。
步骤S3具体为:
倾角传感器实时检测被起竖设备的起竖角度,控制系统通过倾角传感器反馈的角度信号对速度控制模块的单向比例调速阀进行分段控制。
分段控制的过程具体为:
在被起竖设备经过质心外翻点前单向比例调速阀阀口全开,系统按轴向柱塞泵恒扭矩控制模式输出;
当被起竖设备快到质心外翻点时,控制系统输出至比例调速阀斜坡减信号,控制信号减小至某一定值后保持稳定输出,液压缸因比例调速阀阀口开度减小实现减速,起竖系统由容积调速控制转入节流调速;
当被起竖设备经过质心外翻点后,平衡负负载模块在液压缸的有杆腔建立背压,平衡被起竖设备的外翻力矩;
当被起竖设备到达需要的起竖角度后,控制系统输出斜坡减信号关闭单向比例调速阀。
步骤S4具体为:
控制系统输出斜坡减信号至调压模块的比例溢流阀,降低液压起竖系统的输出压力,控制系统输出控制信号至方向控制模块电磁换向阀切换至中位,锁定模块锁定液压缸的无杆腔和有杆腔;至此完成降低液压启动冲击的起竖系统控制。
一种实现该起竖系统控制方法的液压起竖系统,该液压起竖系统包括:能源模块、调压模块、方向控制模块、速度控制模块、控制系统、液压缸、平衡负负载模块;
能源模块与调压模块连接,且调压模块与方向控制模块连接;
方向控制模块、速度控制模块、平衡负负载模块均与液压缸连接;
液压缸设有锁定模块和平衡负负载模块:锁定模块能够同时锁定液压缸的有杆腔和无杆腔,平衡负负载模块能够平衡起竖过程中产生的负负载;
被起竖设备与液压缸连接,且设有倾角传感器。
能源模块包括:三相异步电动机、轴向柱塞泵;轴向柱塞泵采用恒扭矩控制方式,且与三相异步电动机通过联轴器连接;
调压模块采用比例溢流阀,且与能源模块一起为液压缸提高压油液;
方向控制模块采用电磁换向阀,实现对液压起竖系统的起竖、回平的方向控制;
速度控制模块采用单向比例调速阀,实现对液压起竖系统的起竖、回平的速度控制;
控制系统通过倾角传感器采集的角度反馈信号对所述比例溢流阀、电磁换向阀和单向比例调速阀进行逻辑控制,实现液压缸推动被起竖设备起竖和回平。
本发明有益效果如下:
本发明通过系统压力的复合调节,结合角度反馈信号与恒功率控制方式的切换,能够有效解决由于液压起竖系统起竖、回平启动瞬间因液压冲击导致被翻转设备冲击、抖动等影响,在起竖平稳性要求较高的工作场合有较广应用。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的,而并不认为是对本发明的限制,在整个附图中,相同的参考符号表示相同的部件。
图1为一种降低液压启动冲击的起竖系统控制方法的控制框图;
图2为一种降低液压启动冲击的起竖系统控制方法的液压起竖系统原理图;
图中:1-能源模块、2-调压模块、3-方向控制模块、4-速度控制模块、5-控制系统、6-液压缸、7-被起竖设备、8-倾角传感器、9-锁定模块、10-平衡负负载模块。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例,其中,附图构成本申请一部分,并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。
一种降低液压启动冲击的起竖系统控制方法,该起竖系统控制方法的步骤为:
S1、搭建液压起竖系统;
S2、通过压力复合调节进行建压;
S3、通过单向比例调速控制液压缸6进行起竖作业;
S4、进行泄压换向,并进行液压缸6锁定,完成降低液压启动冲击的起竖系统控制过程。
步骤S1中,液压起竖系统包括:能源模块1、调压模块2、方向控制模块3、速度控制模块4、控制系统5、液压缸6、平衡负负载模块10;
能源模块1与调压模块2连接,且调压模块2与方向控制模块3连接;
方向控制模块3、速度控制模块4、平衡负负载模块10均与液压缸6连接;
液压缸6设有锁定模块9和平衡负负载模块10:锁定模块9能够同时锁定液压缸6的有杆腔和无杆腔,平衡负负载模块10能够平衡起竖过程中产生的负负载;
被起竖设备7与液压缸6连接,且设有倾角传感器8。
能源模块1包括:三相异步电动机、轴向柱塞泵;轴向柱塞泵采用恒扭矩控制方式,且与三相异步电动机通过联轴器连接;
调压模块2采用比例溢流阀,且与能源模块1一起为液压缸6提高压油液;
方向控制模块3采用电磁换向阀,实现对液压起竖系统的起竖、回平的方向控制;
速度控制模块4采用单向比例调速阀,实现对液压起竖系统的起竖、回平的速度控制;
控制系统5通过倾角传感器8采集的角度反馈信号对比例溢流阀、电磁换向阀和单向比例调速阀进行逻辑控制,实现液压缸6推动被起竖设备7起竖和回平。
步骤S2具体为:
调压模块2的比例溢流阀不通电,空载启动能源模块1的三相异步电动机;方向控制模块3的电磁换向阀通电,无压或较低压力快速平稳换向;
控制系统5对调压模块2的比例溢流阀输出一阶跃信号,系统初始建压,该压力为液压缸6推动被起竖设备7初始启动动作所需压力的70%~80%;
此时,控制系统5同时对调压模块2的比例溢流阀速度控制模块4的单向比例调速阀输出一小斜率的斜坡信号,逐渐提高液压起竖系统的压力的同时,增大单向比例调速阀通流面积;
此时,随着系统压力逐渐升高,当压力上升至某一定值时,液压缸6开始缓慢伸出并推动被起竖设备7,当控制系统5只要检测到倾角传感器8有微小角度信号后,控制系统5对调压模块2的比例溢流阀输出一阶跃信号至系统安全溢流设定压力值,系统压力完全由能源模块1的恒扭矩控制方式的轴向柱塞泵与负载自适应,完成系统初始复合调节建压,液压起竖系统完成平稳启动。
步骤S3具体为:
倾角传感器8实时检测被起竖设备7的起竖角度,控制系统5通过倾角传感器8反馈的角度信号对速度控制模块4的单向比例调速阀进行分段控制。
分段控制的过程具体为:
在被起竖设备7经过质心外翻点前单向比例调速阀阀口全开,系统按轴向柱塞泵恒扭矩控制模式输出;
当被起竖设备7快到质心外翻点时,控制系统5输出至比例调速阀斜坡减信号,控制信号减小至某一定值后保持稳定输出,液压缸6因比例调速阀阀口开度减小实现减速,起竖系统由容积调速控制转入节流调速;
当被起竖设备7经过质心外翻点后,平衡负负载模块10在液压缸6的有杆腔建立背压,平衡被起竖设备7的外翻力矩;
当被起竖设备7到达需要的起竖角度后,控制系统5输出斜坡减信号关闭单向比例调速阀。
步骤S4具体为:
控制系统5输出斜坡减信号至调压模块2的比例溢流阀,降低液压起竖系统的输出压力,控制系统5输出控制信号至方向控制模块3电磁换向阀切换至中位,锁定模块9锁定液压缸6的无杆腔和有杆腔;至此完成降低液压启动冲击的起竖系统控制。
一种实现该起竖系统控制方法的液压起竖系统,该液压起竖系统包括:能源模块1、调压模块2、方向控制模块3、速度控制模块4、控制系统5、液压缸6、平衡负负载模块10;
能源模块1与调压模块2连接,且调压模块2与方向控制模块3连接;
方向控制模块3、速度控制模块4、平衡负负载模块10均与液压缸6连接;
液压缸6设有锁定模块9和平衡负负载模块10:锁定模块9能够同时锁定液压缸6的有杆腔和无杆腔,平衡负负载模块10能够平衡起竖过程中产生的负负载;
被起竖设备7与液压缸6连接,且设有倾角传感器8。
能源模块1包括:三相异步电动机、轴向柱塞泵;轴向柱塞泵采用恒扭矩控制方式,且与三相异步电动机通过联轴器连接;
调压模块2采用比例溢流阀,且与能源模块1一起为液压缸6提高压油液;
方向控制模块3采用电磁换向阀,实现对液压起竖系统的起竖、回平的方向控制;
速度控制模块4采用单向比例调速阀,实现对液压起竖系统的起竖、回平的速度控制;
控制系统5通过倾角传感器8采集的角度反馈信号对比例溢流阀、电磁换向阀和单向比例调速阀进行逻辑控制,实现液压缸6推动被起竖设备7起竖和回平。
综上所述,本发明实施例提供了一种降低液压启动冲击的起竖系统控制方法,本发明通过系统压力的复合调节,结合角度反馈信号与恒功率控制方式的切换,能够有效解决由于液压起竖系统起竖、回平启动瞬间因液压冲击导致被翻转设备冲击、抖动等影响,在起竖平稳性要求较高的工作场合有较广应用。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种降低液压启动冲击的起竖系统控制方法,其特征在于,该起竖系统控制方法的步骤为:
S1、搭建液压起竖系统;
S2、通过压力复合调节进行建压;
S3、通过单向比例调速控制液压缸(6)进行起竖作业;
S4、进行泄压换向,并进行液压缸(6)锁定,完成降低液压启动冲击的起竖系统控制过程。
2.根据权利要求1所述的起竖系统控制方法,其特征在于,所述步骤S1中,所述液压起竖系统包括:能源模块(1)、调压模块(2)、方向控制模块(3)、速度控制模块(4)、控制系统(5)、液压缸(6)、平衡负负载模块(10);
所述能源模块(1)与调压模块(2)连接,且所述调压模块(2)与方向控制模块(3)连接;
所述方向控制模块(3)、速度控制模块(4)、平衡负负载模块(10)均与液压缸(6)连接;
所述液压缸(6)设有锁定模块(9)和平衡负负载模块(10):所述锁定模块(9)能够同时锁定所述液压缸(6)的有杆腔和无杆腔,所述平衡负负载模块(10)能够平衡起竖过程中产生的负负载;
被起竖设备(7)与所述液压缸(6)连接,且设有倾角传感器(8)。
3.根据权利要求2所述的起竖系统控制方法,其特征在于,所述能源模块(1)包括:三相异步电动机、轴向柱塞泵;所述轴向柱塞泵采用恒扭矩控制方式,且与所述三相异步电动机通过联轴器连接;
所述调压模块(2)采用比例溢流阀,且与所述能源模块(1)一起为所述液压缸(6)提高压油液;
所述方向控制模块(3)采用电磁换向阀,实现对所述液压起竖系统的起竖、回平的方向控制;
所述速度控制模块(4)采用单向比例调速阀,实现对所述液压起竖系统的起竖、回平的速度控制;
所述控制系统(5)通过所述倾角传感器(8)采集的角度反馈信号对所述比例溢流阀、所述电磁换向阀和所述单向比例调速阀进行逻辑控制,实现所述液压缸(6)推动被起竖设备(7)起竖和回平。
4.根据权利要求3所述的起竖系统控制方法,其特征在于,所述步骤S2具体为:
调压模块(2)的比例溢流阀不通电,空载启动能源模块(1)的三相异步电动机;方向控制模块(3)的电磁换向阀通电,无压或较低压力快速平稳换向;
控制系统(5)对调压模块(2)的比例溢流阀输出一阶跃信号,系统初始建压,该压力为液压缸(6)推动被起竖设备(7)初始启动动作所需压力的70%~80%;
控制系统(5)同时对调压模块(2)的比例溢流阀速度控制模块(4)的单向比例调速阀输出一小斜率的斜坡信号,逐渐提高液压起竖系统的压力的同时,增大单向比例调速阀通流面积;
随着系统压力逐渐升高,当压力上升至某一定值时,液压缸(6)开始缓慢伸出并推动被起竖设备(7),当控制系统(5)只要检测到倾角传感器(8)有微小角度信号后,控制系统(5)对调压模块(2)的比例溢流阀输出一阶跃信号至系统安全溢流设定压力值,系统压力完全由能源模块(1)的恒扭矩控制方式的轴向柱塞泵与负载自适应,完成系统初始复合调节建压,液压起竖系统完成平稳启动。
5.根据权利要求3所述的起竖系统控制方法,其特征在于,所述步骤S3具体为:
倾角传感器(8)实时检测被起竖设备(7)的起竖角度,控制系统(5)通过倾角传感器(8)反馈的角度信号对速度控制模块(4)的单向比例调速阀进行分段控制。
6.根据权利要求5所述的起竖系统控制方法,其特征在于,所述分段控制的过程具体为:
在被起竖设备(7)经过质心外翻点前单向比例调速阀阀口全开,系统按轴向柱塞泵恒扭矩控制模式输出;
当被起竖设备(7)快到质心外翻点时,控制系统(5)输出至比例调速阀斜坡减信号,控制信号减小至某一定值后保持稳定输出,液压缸(6)因比例调速阀阀口开度减小实现减速,起竖系统由容积调速控制转入节流调速;
当被起竖设备(7)经过质心外翻点后,平衡负负载模块(10)在液压缸(6)的有杆腔建立背压,平衡被起竖设备(7)的外翻力矩;
当被起竖设备(7)到达需要的起竖角度后,控制系统(5)输出斜坡减信号关闭单向比例调速阀。
7.根据权利要求3所述的起竖系统控制方法,其特征在于,所述步骤S4具体为:
控制系统(5)输出斜坡减信号至调压模块(2)的比例溢流阀,降低液压起竖系统的输出压力,控制系统(5)输出控制信号至方向控制模块(3)电磁换向阀切换至中位,锁定模块(9)锁定液压缸(6)的无杆腔和有杆腔;至此完成降低液压启动冲击的起竖系统控制。
8.一种实现权利要求1至7所述的起竖系统控制方法的液压起竖系统,其特征在于,该液压起竖系统包括:能源模块(1)、调压模块(2)、方向控制模块(3)、速度控制模块(4)、控制系统(5)、液压缸(6)、平衡负负载模块(10);
所述能源模块(1)与调压模块(2)连接,且所述调压模块(2)与方向控制模块(3)连接;
所述方向控制模块(3)、速度控制模块(4)、平衡负负载模块(10)均与液压缸(6)连接;
所述液压缸(6)设有锁定模块(9)和平衡负负载模块(10):所述锁定模块(9)能够同时锁定所述液压缸(6)的有杆腔和无杆腔,所述平衡负负载模块(10)能够平衡起竖过程中产生的负负载;
被起竖设备(7)与所述液压缸(6)连接,且设有倾角传感器(8)。
9.根据权利要求8所述的液压起竖系统,其特征在于,所述能源模块(1)包括:三相异步电动机、轴向柱塞泵;所述轴向柱塞泵采用恒扭矩控制方式,且与所述三相异步电动机通过联轴器连接;
所述调压模块(2)采用比例溢流阀,且与所述能源模块(1)一起为所述液压缸(6)提高压油液;
所述方向控制模块(3)采用电磁换向阀,实现对所述液压起竖系统的起竖、回平的方向控制;
所述速度控制模块(4)采用单向比例调速阀,实现对所述液压起竖系统的起竖、回平的速度控制;
所述控制系统(5)通过所述倾角传感器(8)采集的角度反馈信号对所述比例溢流阀、所述电磁换向阀和所述单向比例调速阀进行逻辑控制,实现所述液压缸(6)推动被起竖设备(7)起竖和回平。
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