CN109573840B - 一种起重机及其支腿控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种起重机及其支腿控制系统，所述支腿控制系统可以主动调节起重机支腿载荷，使各支腿载荷均不超过设定的支腿最大载荷。所述支腿控制系统的控制器根据压力传感器检测的油压信号，判断液压缸无杆腔内的油压是否接近设定的支腿最大载荷，当判断接近设定的支腿最大载荷时，控制开关阀开启，并控制比例溢流阀的溢流压力，使比例溢流阀开启，无杆腔内的部分液压油经开关阀和比例溢流阀流回油箱，从而降低无杆腔内的油压。相应的，与该支腿控制系统对应的支腿的载荷减小，减小的这部分载荷由起重机其他支腿或者车轮承担。并且，当控制器判断无杆腔内的油压较小时，所述支腿控制系统的补油泵向无杆腔内补充液压油。

Description

一种起重机及其支腿控制系统

技术领域

本发明涉及起重机技术领域，特别是涉及起重机及其支腿控制系统。

背景技术

随着中国高速铁路迅速发展，高铁线路里程突破2万公里，高铁线路中平均70％以上是桥梁。桥梁的局部承载能力小于地面的局部承载能力。

目前，高铁起重机支腿最大载荷是按照地面局部承载能力进行设计的，而且高铁起重机作业过程中并不对其支腿载荷进行控制，致使作业过程中单个支腿载荷超过桥梁局部允许的最大载荷，影响安全作业。

有鉴于此，开发一种起重机的支腿控制系统，使其能够控制支腿载荷，使各支腿载荷均小于桥梁局部允许的最大载荷，以提高起重机作业的安全性、延长高铁线路的使用寿命，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种起重机的支腿控制系统，所述支腿控制系统包括：

液压缸，控制起重机支腿的伸缩；所述液压缸包括无杆腔和有杆腔；

压力传感器，检测所述无杆腔的油压；

载荷控制管路，连通至所述无杆腔；所述载荷控制管路上设置有补油泵和开关阀；

溢流支路，连通至所述补油泵与所述开关阀之间；所述溢流支路上设置有比例溢流阀；

控制器，根据所述压力传感器检测的油压和预先设定的支腿最大载荷，控制所述开关阀的启闭以及所述比例溢流阀的溢流压力。

本发明提供的支腿控制系统，控制器根据所述压力传感器传递来的油压信号，判断液压缸无杆腔内的油压是否接近上述设定支腿最大载荷，当判断无杆腔内的油压接近设定支腿最大载荷时，控制器控制开关阀开启，并控制所述比例溢流阀的溢流压力，使比例溢流阀开启，无杆腔内的部分液压油经开关阀、比例溢流阀流回油箱，致使无杆腔内的油压下降，相应的，与该支腿控制系统对应的支腿的载荷减小，减小的这部分载荷由其他支腿或者起重机车轮承担。

并且，当控制器判断无杆腔内的油压较小时，通过所述补油泵经所述开关阀向所述无杆腔内补充油液。具体的，所述油压较小时，可以具体为无杆腔内的油压下降至3MPa以下时。

并且，当补油泵向无杆腔内泵送液压油时，可以通过控制器控制比例溢流阀的溢流压力，使比例溢流阀调节补油泵的工作压力，从而保证在补充液压油的过程中，无杆腔内的压力也不超过设定的支腿最大载荷。

由此，本发明提供的支腿控制系统，主动调节起重机支腿的支腿载荷，使各支腿载荷均不超过设定的支腿最大载荷，相比背景技术，可以规避支腿载荷超过支腿支撑面(地面或桥梁)的局部最大承载能力的风险，从而可以提高起重机作业的安全性、延长高铁线路的使用寿命。

可选地，所述开关阀为电磁阀。

可选地，所述开关阀的进口位置设置节流口。

可选地，所述支腿控制系统还包括进油管路和回油管路；所述进油管路连通至所述无杆腔；所述回油管路连通至所述有杆腔；所述进油管路和所述回油管路上设置启闭组件；所述启闭组件靠近所述无杆腔设置。

可选地，所述启闭组件为液压锁；液压锁的一个液控单向阀设置于所述进油管路，且其控制油口连通至所述回油管路；另一个液控单向阀设置于所述回油管路，且其控制油口连通至所述进油管路。

可选地，所述启闭组件为一个液控单向阀，该所述液控单向阀设置于所述进油管路，且其控制油口连通至所述回油管路。

可选地，所述支腿控制系统还包括蓄能器，所述蓄能器连通至所述载荷控制管路。

可选地，所述支腿控制系统还包括检测起重机吊臂回转角度的角度传感器，并将检测的回转角度传递至所述控制器。

本发明还提供一种起重机，所述起重机包括若干支腿以及若干上述的支腿控制系统，各支腿控制系统与各支腿一一对应。

附图说明

图1为本发明提供的起重机的支腿控制系统一种具体实施例的示意图。

图1中的附图标记如下：

01载荷控制管路，02溢流支路，03进油管路，04回油管路；

11液压缸，111活塞，112无杆腔，113有杆腔；12油箱；

21压力传感器；22补油泵；23开关阀，231节流口；24补油单向阀；25比例溢流阀；26控制器；27角度传感器；28蓄能器；

31换向阀，32启闭组件。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明提供的起重机的支腿控制系统一种具体实施例的示意图。

如图1所示，本发明提供的起重机的支腿控制系统包括液压缸11、载荷控制管路01、溢流支路02、压力传感器21和控制器26。

其中，所述液压缸11的腔体内设置有活塞111，活塞111的杆部位于所述腔体下侧，使所述腔体上侧形成无杆腔112、下侧形成有杆腔113。起重机支腿与所述活塞111的杆部相连，并支撑于支撑面上。起重机作业过程中，支腿支撑在支撑面上的载荷反作用于活塞111，使活塞111抵压无杆腔112内的液压油，也就是说无杆腔112的油压与对应的支腿载荷一致。

其中，载荷控制管路01连通至液压缸11的无杆腔112。

具体的，所述载荷控制管路01上设置有补油泵22和开关阀23。所述补油泵22与所述开关阀23之间还设置补油单向阀24，以避免液压油回流。所述开关阀23靠近所述无杆腔112设置，以便于闭锁无杆腔112内的液压油。常态下，开关阀23处于关闭状态。所述开关阀23具体可以为电磁阀，电磁阀响应迅速且便于实施控制。当然，其他类型的阀也是可以的，比如液压阀。

其中，溢流支路02连通至所述补油泵22出口位置；所述溢流支路02上设置有比例溢流阀25。

其中，压力传感器21检测液压缸11无杆腔112的油压，并将检测的油压信号传递给控制器26。

其中，控制器26根据所述压力传感器21传递来的压力信号，控制所述开关阀23的启闭以及所述比例溢流阀25的溢流压力，以使所述无杆腔112压力不超过设定的最大支腿载荷。

具体的控制过程为：

在控制器26内预先设定支腿最大载荷，该设定支腿最大载荷可以为接近支腿设计最大载荷的某一数值，也可以为接近支腿支撑面所能承受的最大载荷的某一数值。比如，支腿设计最大载荷是按照地面承载能力设计的，当起重机在桥梁上作业时，支腿设计最大载荷大于桥梁的局部所能承载的最大载荷，此时，设定支腿最大载荷应该接近桥梁局部所能承载的最大载荷。应当理解，所述接近均指小于或等于。

控制器26根据所述压力传感器21传递来的压力信号，判断液压缸11无杆腔112内的油压是否接近上述设定支腿最大载荷，当判断无杆腔112内的油压接近设定支腿最大载荷时，控制器26控制电磁阀开启，并控制所述比例溢流阀25的溢流压力，使比例溢流阀25开启，无杆腔112内的部分液压油经电磁阀、比例溢流阀25流回油箱12，致使无杆腔112内的油压下降。相应的，与该支腿控制系统对应的支腿的载荷减小，减小的这部分载荷由其他支腿或者起重机的车轮承担。

具体的，上述比例溢流阀25的溢流压力应当小于开启电磁阀时的无杆腔112内的油压，即当电磁阀开启后，自无杆腔112流入载荷控制管路01的液压油油压足以开启所述比例溢流阀25。

并且，当控制器26判断无杆腔112内的油压较小时，所述补油泵22经所述补油单向阀24和所述电磁阀向所述无杆腔112内泵送油液。具体的，所述油压较小时，可以具体为无杆腔112内的油压下降至3MPa以下时。

这种设置方式主要是因为：起重机作业过程中，随着吊臂回转角度的加大，支腿载荷随之加大，因此，起重机作业过程中，无杆腔112内的液压油持续向油箱12回流，会造成支腿向上回缩，甚至可能离开支撑面，无法起到支撑作用。

也就是说，当吊臂回转角度较小时，某一支腿的支腿载荷接近设定的支腿最大载荷，经过上述调控，支腿载荷下降至小于设定的支腿最大载荷；吊臂继续回转时，该支腿载荷会增大，可能再次接近设定的支腿最大载荷，需要继续上述调控过程；如此反复致使无杆腔112内的液压油减少，从而造成支腿向上回缩。

另外，当补油泵22向无杆腔112内泵送液压油时，还可以通过控制器26控制比例溢流阀25的溢流压力，使其调节补油泵22的工作压力，从而保证在补充液压油的过程中，无杆腔112内的压力也不超过设定的最大支腿载荷。

本发明提供的支腿控制系统，主动调节起重机支腿的支腿载荷，使各支腿载荷均不超过设定的支腿最大载荷，相比背景技术，可以规避支腿载荷超过支腿支撑面(地面或桥梁)的局部最大承载能力的风险，从而可以提高起重机作业的安全性、延长高铁线路的使用寿命。

进一步的，所述开关阀23的进口位置设置节流口231，具体的，所述节流口231可以由载荷控制管路01缩颈而成。这种设置方式便于实现无杆腔112压力的微调节，规避电磁阀开启瞬间无杆腔112内的液压油大量涌出无杆腔112致使支腿回缩失去支撑能力的风险。

具体的，所述支腿控制系统还包括进油管路03和回油管路04。

其中，进油管路03连通至液压缸11的无杆腔112，回油管路04连通至液压缸11的有杆腔113。并且，所述进油管路03和所述回油管路04上设置同一换向阀31，所述换向阀31具体为三位四通阀。

而且，所述进油管路03和所述回油管路04上还设置启闭组件32。具体的，所述启闭组件32靠近无杆腔112设置，以便于闭锁无杆腔112内的液压油

液压缸11的活塞111动作，带动与之相连的起重机支腿伸出或缩回，具体动作过程如下：

开启所述换向阀31与所述启闭组件32，所述进油管路03与所述回油管路04导通，液压油经所述进油管路03流入所述无杆腔112，同时所述有杆腔113内的液压油通过回油管路04流出至油箱12，从而使活塞111杆向下伸出，带动与之相连的起重机支腿向下伸出。

当支腿稳固支撑于支撑面上时，换向阀31回位到中位，进油管路03和回油管路04封闭，并且，启闭组件32关闭，同时上述电磁阀也处于关闭状态，使无杆腔112内的液压油闭锁于无杆腔112内。

当需要缩回起重机支腿时，再次开启所述换向阀31与所述启闭组件32，并且变换换向阀31的连通路径，使液压油经所述回油管路04流入所述有杆腔113，同时所述无杆腔112内的液压油通过进油管路03流出至油箱12，从而使活塞111杆向上缩回，带动与之相连的起重机支腿向上缩回。

在具体实施例中，所述启闭组件32为一个液控单向阀。该液控单向阀设置于进油管路03上，且其控制油口连通于回油管路04上。当控制支腿伸出时，该液控单向阀处于正向导通状态；当控制支腿缩回时，回油管路04通入液压油，部分液压油流入该液控单向阀的控制油口，使液控单向阀反向导通。

当然，所述启闭组件32也可以为液压锁。液压锁的包括两个互锁的液控单向阀。具体的，其中一个液控单向阀设置于进油管路03上，且其控制油口连通于回油管路04；另一个液控单向阀设置于回油管路04上，且其控制油口连通于进油管路03。上述启闭组件32开启，即指两液控单向阀均处于导通状态；上述启闭组件32关闭，即指两液控单向阀均处于截止状态。

进一步的，所述支腿控制系统还包括连通于所述载荷控制管路01的蓄能器28。当支腿控制系统压力大时，载荷控制管路01内的部分液压油流入蓄能器28内，使支腿控制系统压力有所下降；当支腿控制系统压力小时，蓄能器28释放其内的液压油，重新补给支腿控制系统；以此使载荷控制管路01内的压力恒定，利于提高支腿控制系统的运行稳定性。

值得说明的是，蓄能器28一定程度上可以实现上述补油泵22在压力较小时向无杆腔112补充液压油的作用，所以，设置蓄能器28时，也可以不设置上述补油泵22。

进一步的，所述支腿控制系统还包括角度传感器27，用于检测起重机吊臂的回转角度。

所述角度传感器27将检测到的回转角度信号传递至所述控制器26，控制器26根据回转角度信号预先判断哪个支腿可能超过设定的支腿最大载荷，从而可以提前监控此支腿的支腿载荷。

本发明还提供一种起重机，所述起重机包括若干支腿以及若干上述支腿控制系统，各所述支腿控制系统与各所述支腿一一对应。

本发明提供的起重机的有益效果与上述支腿控制系统的有益效果一致，在此不再赘述。

以上对本发明所提供的起重机及其支腿控制系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种起重机的支腿控制系统，包括控制起重机支腿伸缩的液压缸（11），所述液压缸（11）包括无杆腔（112）和有杆腔（113），其特征在于，所述支腿控制系统还包括：

压力传感器（21），检测所述无杆腔（112）的油压；

载荷控制管路（01），所述载荷控制管路（01）的第一端与所述无杆腔（112）相连通、第二端与油箱（12）相连通；所述载荷控制管路（01）上自第一端向第二端依次设置有节流口（231）、开关阀（23）、蓄能器（28）、补油单向阀（24）和补油泵（22）；

溢流支路（02），所述溢流支路（02）与所述载荷控制管路（01）连通，且连通点位于所述蓄能器（28）与所述开关阀（23）之间；所述溢流支路（02）上设置有比例溢流阀（25）；

进油管路（03）和回油管路（04），所述进油管路（03）连通至所述无杆腔（112），所述回油管路（04）连通至所述有杆腔（113），所述进油管路（03）和所述回油管路（04）上设置启闭组件（32），所述启闭组件（32）靠近所述无杆腔（112）设置；

控制器（26），根据所述压力传感器（21）检测的油压和预先设定的支腿最大载荷，控制所述开关阀（23）的启闭以及所述比例溢流阀（25）的溢流压力。

2.根据权利要求1所述的支腿控制系统，其特征在于，所述开关阀（23）为电磁阀。

3.根据权利要求1所述的支腿控制系统，其特征在于，所述启闭组件（32）为液压锁；液压锁的一个液控单向阀设置于所述进油管路（03），且其控制油口连通至所述回油管路（04）；另一个液控单向阀设置于所述回油管路（04），且其控制油口连通至所述进油管路（03）。

4.根据权利要求1所述的支腿控制系统，其特征在于，所述启闭组件（32）为一个液控单向阀，所述液控单向阀设置于所述进油管路（03），且其控制油口连通至所述回油管路（04）。

5.根据权利要求1-4任一项所述的支腿控制系统，其特征在于，所述支腿控制系统还包括检测起重机吊臂回转角度的角度传感器（27），并将检测的回转角度传递至所述控制器（26）。

6.一种起重机，包括若干支腿，其特征在于，所述起重机还包括权利要求1-5任一项所述的支腿控制系统，各支腿控制系统与各支腿一一对应。

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