CN110615392A - 一种高安全性剪叉式高空作业平台液压系统 - Google Patents

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CN110615392A CN201911004534.0A CN201911004534A CN110615392A CN 110615392 A CN110615392 A CN 110615392A CN 201911004534 A CN201911004534 A CN 201911004534A CN 110615392 A CN110615392 A CN 110615392A
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朱建辉
孟凡辉
闫可可
张集遥
吕臣
张进安
刘衍鑫
薛德森
王桂欣
李圣
王雨婷
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Xuzhou Shengnuo Power Transmission Machinery Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种高安全性剪叉式高空作业平台液压系统，包括油箱、转向油缸、行走马达、行走制动器和举升油缸，油箱的液压泵连接有三联电磁换向阀，三联电磁换向阀包括三位六通阀芯的第一联电磁阀、第二联电磁阀和第三联电磁阀，第一联电磁阀用于向转向油缸的转向油路供油，第二联电磁阀用于向行走油路供油，行走油路的行走控制阀用于控制行走马达串、并联切换，第三联电磁阀用于控制三联电磁阀换向并向行走制动器或举升油缸供油控制行走制动解除或举升，可实现作业平台转向、行走、行走制动解除和平台举升驱动功能，简化集成度，低速行驶时转向和行走平稳，突然转弯无顿挫感，明显改善车辆停车冲击，使平台安全性能得到大幅提高。

Description

一种高安全性剪叉式高空作业平台液压系统
技术领域
本发明涉及一种高安全性剪叉式高空作业平台液压系统，属于高空作业设备技术领域。
背景技术
剪叉式高空作业平台是通过液压系统的液压油缸推动剪叉机械的折叠或展开实现高空作业，其自身具有行走及转向驱动功能，不需人工牵引，不需外接电源，移动灵活方便，令高空作业更方便快捷，是现代企业高效安全生产之理想高空作业专业设备。
剪叉式高空作业平台的剪叉机械结构，使升降台起升有较高的稳定性，宽大的作业平台和较高的承载能力，使用人员可以不用下升降台就可控制机械升降、行走，可在台面上控制设备行驶到其他的工作地点，使高空作业范围更大、并适合多人同时作业。目前，剪叉式高空作业平台存在以下缺点：1、爬坡无力；2、低速行走抖动；3、下坡时车辆速度不受控制；4、负载太低时刹车解不开，有异响；5、行走时，突然转弯有顿挫；6、集成度高，维修不方便；7、行走时突然松开手柄，车辆停车冲击大。由于以上缺点，高空作业平台存在较大的安全隐患，因此，急需一种解决上述问题的液压系统。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种高安全性剪叉式高空作业平台液压系统，可实现作业平台转向、行走、行走制动解除和平台举升驱动功能，简化集成度，低速行驶时转向和行走平稳，突然转弯无顿挫感，明显改善车辆停车冲击，使平台安全性能得到大幅提高。
本发明是通过如下的技术方案予以实现的：
一种高安全性剪叉式高空作业平台液压系统，包括油箱、转向油缸、行走马达、行走制动器和举升油缸，所述油箱连接有液压泵，所述转向油缸用于驱动作业平台转向，所述行走马达用于驱动作业平台行走，所述举升油缸用于驱动作业平台的剪叉机械升降，其中，所述液压泵连接有三联电磁换向阀，所述三联电磁换向阀具有进油口和回油口、且包括相连的第一联电磁阀、第二联电磁阀和第三联电磁阀，进油口与液压泵连通，回油口与举升油缸和油箱连通；
所述第一联电磁阀的阀芯为三位六通O型阀芯，第二联电磁阀和第三联电磁阀的阀芯均为三位六通Y型阀芯，所述第一联电磁阀与转向油缸之间设有转向油路，第一联电磁阀用于控制三联电磁换向阀换向并向转向油路供油，所述转向油路上设有阻尼元件；
所述第二联电磁阀与行走马达之间设有行走油路，第二联电磁阀用于控制三联电磁换向阀换向并向行走油路供油，所述行走油路上设有行走控制阀，所述行走控制阀用于控制行走马达串、并联切换；
所述行走控制阀包括平衡阀、分流集流阀、两位六通电磁换向阀和拖车阀，所述平衡阀与第二联电磁阀、分流集流阀连通，所述平衡阀的阀芯两端设有弹簧，所述平衡阀弹簧强与第二联电磁阀之间设有先导阻尼，所述分流集流阀连接有补油管路，补油管路上设有补油单向阀，所述两位六通电磁换向阀与分流集流阀和行走马达连通，所述两位六通电磁换向阀用于换向、控制行走马达串、并联切换，所述拖车阀位于分流集流阀与两位六通电磁换向阀之间；
所述第三联电磁阀用于控制三联电磁阀换向并向行走制动器或举升油缸供油控制行走制动解除或举升；
所述第三联电磁阀与行走制动器之间设有行走制动油路，所述行走制动油路上设有单向节流阀和手动泵，所述第三联电磁阀和回油口与举升油缸之间设有举升油路，所述举升油路上设有第一举升控制阀和第二举升控制阀。
本发明的有益效果为：
本发明油液经过三位六通O型阀芯的第一联电磁阀进入相应转向油路实现左转或右转的转向功能，油液经过三位六通Y型阀芯的第二联电磁阀进入相应行走油路，在行走控制阀配合下实现行走与停止功能，在行走控制阀的两位六通电磁换向阀实现行走高、低速切换，以拖车阀实现紧急移动功能，油液经过三位六通Y型阀芯的第三联电磁阀进入相应行走制动油路或举升油路执行动作，可实现行走制动解除或举升功能，并可通过三联电磁换向阀的换向阀联机能实现行走、转向复合动作功能，具有以下优点：
(1)本发明的爬坡能力得到有效提升，优于现有技术；
(2)低速行驶时转向和行走流量得到很好地匹配，低速行走平稳、无抖动，举升状态下行走时，安全性能得到大幅提高；
(3)下坡时，车速通过手动可以控制；
(4)未出现负载低时刹车解不开情况，无异响，通过第三联电磁阀得电快速解除行走制动；
(5)行走时，突然转弯无顿挫感；
(6)集成度简化，维护方便，行走停止时，行走马达吸空值在技术要求范围内；
(7)行走急停时，车辆停车冲击得到明显改善。
从而明显改善了剪叉式高空作业平台的安全性。
附图说明
图1为本发明结构图。
图2为本发明三联电磁换相阀的结构图。
图3为本发明行走制动阀的结构图。
图4为本发明单向节流阀的结构图。
图中，油箱1、转向油缸2、行走马达3、行走制动器4和举升油缸5，液压泵6，三联电磁换向阀7，进油口P和回油口T，第一联电磁阀71、第二联电磁阀72和第三联电磁阀73，第一单向阀8和过滤器9，转向油路10，阻尼元件25，第一单向溢流阀11，第二单向溢流阀12，第三溢流阀13，行走油路14，行走控制阀15，平衡阀151、分流集流阀152和两位六通电磁换向阀153，补油管路16，补油单向阀17，先导阻尼18，拖车阀154，行走制动油路19，单向节流阀20和手动泵21，举升油路22，第一举升控制阀23和第二举升控制阀24，第二单向阀201和节流阀202。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。
参见附图1和附图2，一种高安全性剪叉式高空作业平台液压系统，包括油箱1、转向油缸2、行走马达3、行走制动器4和举升油缸5，所述油箱1连接有液压泵6，所述转向油缸2用于驱动作业平台转向，所述行走马达3用于驱动作业平台行走，所述举升油缸5用于驱动作业平台的剪叉机械升降，其中，所述液压泵6连接有三联电磁换向阀7，所述三联电磁换向阀7具有进油口P和回油口T、且包括相连的第一联电磁阀71、第二联电磁阀72和第三联电磁阀73，进油口P与液压泵6连通，回油口T与举升油缸5和油箱1连通，所述回油口T与油箱1之间设有第一单向阀8和过滤器9；
所述第一联电磁阀71、第二联电磁阀72和第三联电磁阀73的阀芯均为三位六通阀芯，所述第一联电磁阀71与转向油缸2之间设有转向油路10，第一联电磁阀71用于控制三联电磁换向阀7换向并向转向油路10供油，所述转向油路10上设有阻尼元件25；
第一联电磁阀71的阀芯为三位六通O型阀芯，第二联电磁阀72和第三联电磁阀73的阀芯均为三位六通Y型阀芯，所述第一联电磁阀71具有电磁铁DT1A、电磁铁DT1B、工作口A1和工作口B1，工作口A1和工作口B1与转向油路10连通，所述第二联电磁阀72具有电磁铁DT2A、电磁铁DT2B、工作口A2和工作口B2，工作口A2和工作口B2与行走油路14连通，所述第三联电磁阀73具有电磁铁DT3A、电磁铁DT3B、工作口A3和工作口B3，工作口A3和工作口B3分别与行走制动器4和举升油缸5连通，由进油口P至回油口T方向，第一联电磁阀71、第二联电磁阀72和第三联电磁阀73的油腔依次并联相互连通；
所述工作口A1和工作口B1均连接有第一单向溢流阀11，将第一单向溢流阀11设置于转向油路10上，通过第一单向溢流阀11控制转向油路10的压力以控制转向压力，所述工作口B3连接有第二单向溢流阀12，工作口B3为高压油出口，通过第二单向溢流阀12控制举升压力，防止超载，当行走油路出现吸空时，第一单向溢流阀11、第二单向溢流阀12内部的单向阀具有补油作用，所述进油口P连接有第三溢流阀13，通过第三溢流阀13控制液压系统最高压力；
所述第二联电磁阀72与行走马达3之间设有行走油路14，第二联电磁阀72用于控制三联电磁换向阀7换向并向行走油路14供油，所述行走油路14上设有行走控制阀15，所述行走控制阀15用于控制行走马达3串、并联切换；
参见附图3，所述行走控制阀15包括平衡阀151、分流集流阀152和两位六通电磁换向阀153，所述平衡阀151与第二联电磁阀72、分流集流阀152连通，所述分流集流阀152连接有补油管路16，补油管路16上设有补油单向阀17，所述两位六通电磁换向阀与分流集流阀152和行走马达3连通，所述两位六通电磁换向阀153用于换向控制行走马达3串、并联切换。
平衡阀151与第二联电磁阀72的工作口A2、工作口B2连通，平衡阀151的工作口A4与分流集流阀152的集流口连通，平衡阀151的工作口B4与两位六通电磁换向阀153的油口RFB连通，分流阀的集流口与两位六通电磁换向阀153的油口FB连通，分流集流阀152的分流口与补油管路16、两位六通电磁换向阀153的油口FA、油口RFA连通，两位六通电磁换向阀153的油口LFA、油口LFB、油口RFA、油口RFB与行走马达3连通，拖车阀154位于分流阀的集流口与六通电磁换向阀的油口RFB之间；
所述平衡阀151的阀芯两端设有弹簧，所述平衡阀151弹簧腔与第二联电磁阀72之间设有先导阻尼18；
所述行走控制阀15还包括拖车阀154，所述拖车阀154位于分流集流阀152与两位六通电磁换向阀153之间；
所述第三联电磁阀73用于控制三联电磁阀换向并向行走制动器4或举升油缸5供油控制行走制动解除或举升；
所述第三联电磁阀73与行走制动器4之间设有行走制动油路19，所述行走制动油路19上设有单向节流阀20和手动泵21，所述第三联电磁阀73和回油口与举升油缸5之间设有举升油路22，所述举升油路22上设有第一举升控制阀23和第二举升控制阀24。
参见附图4，所述单向节流阀20包括并联的第二单向阀201和节流阀202。
本发明的工作原理为:
参见附图1、附图2，三联电磁换向阀7为开中心三位电磁换向阀，第一联电磁阀71、第二联电磁阀72和第三联电磁阀73的阀芯为具有两个电磁线圈的三位六通阀芯，当第一联电磁阀71、第二联电磁阀72和第三联电磁阀73不得电时，三联电磁换向阀7的阀芯处于中位，进油口P与回油口T相通，液压油从油箱1经过液压泵6泵出，由进油口P进入三联电磁换向阀7的内部通道，并从回油口T经过过滤器9回到油箱1；
当三联电磁换向阀7的某个或某几个电磁铁得电时换向，进油口P和回油口T不通，油液经过三联电磁换向阀7进入相应转向油路10、行走油路14、行走制动油路19或举升油路22执行动作，具体如下：
(1)液压系统的转向功能：当第一联电磁阀71的电磁铁DT1A或电磁铁DT1B得电时，第一联电磁阀71的阀芯偏转换向，使三联电磁换向阀7换向，三联电磁换向阀7的换向阀联机能为O型：进油口P、回油口T、工作口A、工作口B均不相通，油液进入转向油路10，转向油缸2的活塞杆在高压油的作用下伸出或缩回，实现剪叉式高空作业平台的左转或右转功能；
(2)液压系统的行走与停止功能：当第二联电磁阀72的电磁铁DT2A或电磁铁DT2B得电时，第二联电磁阀72的阀芯偏转换向，使三联电磁换向阀7换向，三联电磁换向阀7的换向阀联机能为Y型：进油口P关闭，回油口T、工作口A、工作口B相通，向行走油路14供油，行走油路14的油液经过行走控制阀15进入行走马达3，行走马达3在高压油作用下正转或反转，进而带动剪叉式高空作业平台的轮胎正转或反转，实现前进或后退的行走功能；
平衡阀151与与三联电磁换向阀7的第二联电磁阀72Y型机能配合，当电磁铁DT2A或电磁铁DT2B失电，没有油液进入行走控制阀15时，作业平台停止行走；
(3)液压系统的行走高、低速切换功能：行走马达3默认状态为串联或并联，通过两位六通电磁换向阀153的电磁铁得电或失电控制开与关，使两位六通电磁换向阀153换向，实现行走马达3串、并联切换，进而实现行走高、低速切换；
(4)液压系统的紧急移动功能：拖车阀154常态处于关闭状态，当出现故障，需要紧急移动高空作业平台时，可以打开拖车阀154，使行走马达3进、回油油路联通，行走马达3处于自由轮状态，进而可以通过外部推力推动设备行走；
(5)液压系统的行走制动解除或举升功能：第三联电磁阀73的电磁铁DT3A或DT3B得电时，第三联电磁阀73的阀芯偏转换向，使三联电磁换向阀7换向，三联电磁换向阀7的换向阀联机能为Y型：进油口P关闭，回油口T、工作口A、工作口B相通，向行走制动油路19或举升油路22供油，控制行走制动解除或举升油缸5动作，举升油缸5驱动驱动作业平台的剪叉机械升降实现举升，液压系统通过剪叉式高空作业平台的电气系统控制电磁铁得失电，当系统正在举升，电磁铁DT3B得电时，其他电磁铁均不得电，以确保安全；
(6)液压系统的行走、转向复合动作：三联电磁换向阀7上的第一联电磁阀71、第二联电磁阀72与第三联电磁阀73可以同时得电实现行走、转向同步进行，当第二联电磁阀72的电磁铁DT2A或电磁铁DT2B得电时，第三联电磁阀73的电磁铁DT3A可以同时或延时得电，当电磁铁DT2A或电磁铁DT2B失电时，电磁铁DT3A延迟失电，以保证启动、停车平稳；
综上，本发明具有以下优点：
(1)本发明的爬坡能力得到有效提升，优于现有技术：
分流集流阀152通过集流口向分流口供应或回油，呈相同或一定比例的液压油流量进入两位六通电磁换向阀153，使行走马达3执行呈同速或定比关系，可防打滑，当设备在不平路面行驶时、轮胎附着力不够或悬空时，有效提升作业平台的通过能力，同样，分流集流阀152的性能提升了爬坡能力；
(2)低速行驶时转向和行走流量得到很好地匹配，低速行走平稳、无抖动，举升状态下行走时，安全性能得到大幅提高：
阻尼元件25可为液压阻尼器，通过转向油路10上设置阻尼元件25控制进入转向油缸2的油量，进而控制转向速度，尤其当高空作业平台执行举升功能时，此状态下，泵油量少，属于低速行走，通过合适的阻尼元件25可实现低速行走、转向复合动作，且动作平稳、不顿挫。
(3)下坡时，车速通过手动可以控制；
用剪叉式高空作业平台的手柄手动控制油路泵油量，手柄角度越大，泵流量越大，另外行走控制阀15上的平衡阀151可以保证行走马达进油压力稳定，也保证了行走制动器4油路压力稳定，进而确保了行走下坡速度可控；
没有此平衡阀缺点：会因为下坡，行走马达3急速下降，使行走马达3产生泵工况运行，然后造成行走马达3进油侧压力降低，行走制动器4关闭，之后行走油路憋压，压力起升，行走制动器4打开，行走马达3继续运行，造成下坡速度快速下降，然后急停，继续快速下坡，再急停，造成这种循环的不可控工况。
(4)未出现负载低时刹车解不开情况，无异响，通过电磁铁DT3A得电可快速解除行走制动；
(5)行走时，突然转弯无顿挫感：
平衡阀151中位为开中心带阻尼机能，先导阻尼18设置在工作口A2、工作口B2与平衡阀151之间，当油液进入行走控制阀15时，油液通过先导阻尼18可以缓慢地打开平衡阀151，当没有油液进入行走控制阀15时，通过先导阻尼18可以缓慢地关闭，进而使行走平稳启动，平稳停止；
当行走油路14的先导油液进入行走控制阀15，平衡阀151阀芯两端的弹簧保证平衡阀151换向最小的开启压力，该最小的开启压力需可以打开行走制动，防止行走时：因压力波动大，出现低于行走制动解除所需的压力，造成行走制动开启或关闭，出现行走时有顿挫感；
(6)集成度简化，由三联电磁换向阀和行走控制阀配合控制，维护方便，避免现有技术中的高度集成、管路复杂造成维护不便，行走停止时，行走马达吸空值在技术要求范围内：在作业平台急停时，开启补油单向阀17及时向行走马达3补油，防止行走马达3吸空而造成行走马达3损坏；
(7)行走急停时，车辆停车冲击得到明显改善：
当作业平台需要行走时，电磁铁DT3A得电，制动油通过单向节流阀20迅速进入行走制动器4解除制动，当作业平台行走停止时，行走马达3可能会产生吸空，通过第二单向阀201反向截止，第一单向阀8产生背压，可以更好地配合行走控制阀15上的补油单向阀17对行走马达3吸空侧进行补油，保护马达，行走制动油路19的制动油通过节流阀202缓慢回油，使刹车缓慢进行，可以防止刹车急停造成的冲击，有效地降低安全隐患；
从而明显改善了剪叉式高空作业平台的安全性。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
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内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种高安全性剪叉式高空作业平台液压系统，包括油箱、转向油缸、行走马达、行走制动器和举升油缸，所述油箱连接有液压泵，所述转向油缸用于驱动作业平台转向，所述行走马达用于驱动作业平台行走，所述举升油缸用于驱动作业平台的剪叉机械升降，其特征在于，所述液压泵连接有三联电磁换向阀，所述三联电磁换向阀具有进油口和回油口、且包括相连的第一联电磁阀、第二联电磁阀和第三联电磁阀，进油口与液压泵连通，回油口与举升油缸和油箱连通；
所述第一联电磁阀、第二联电磁阀和第三联电磁阀的阀芯均为三位六通阀芯，所述第一联电磁阀与转向油缸之间设有转向油路，第一联电磁阀用于控制三联电磁换向阀换向并向转向油路供油；
所述第二联电磁阀与行走马达之间设有行走油路，第二联电磁阀用于控制三联电磁换向阀换向并向行走油路供油，所述行走油路上设有行走控制阀，所述行走控制阀用于控制行走马达串、并联切换，所述第三联电磁阀用于控制三联电磁阀换向并向行走制动器或举升油缸供油控制行走制动解除或举升。
2.根据权利要求1所述的一种高安全性剪叉式高空作业平台液压系统，其特征在于，所述回油口与油箱之间设有第一单向阀和过滤器。
3.根据权利要求1所述的一种高安全性剪叉式高空作业平台液压系统，其特征在于，所述转向油路上设有阻尼元件。
4.根据权利要求1所述的一种高安全性剪叉式高空作业平台液压系统，其特征在于，第一联电磁阀的阀芯为三位六通O型阀芯，第二联电磁阀和第三联电磁阀的阀芯均为三位六通Y型阀芯，所述第一联电磁阀具有电磁铁DT1A、电磁铁DT1B、工作口A1和工作口B1，工作口A1和工作口B1与转向油路连通，所述第二联电磁阀具有电磁铁DT2A、电磁铁DT2B、工作口A2和工作口B2，工作口A2和工作口B2与行走油路连通，所述第三联电磁阀具有电磁铁DT3A、电磁铁DT3B、工作口A3和工作口B3，工作口A3和工作口B3分别与行走制动器和举升油缸连通，由进油口至回油口方向，第一联电磁阀、第二联电磁阀和第三联电磁阀的油腔依次相互连通。
5.根据权利要求4所述的一种高安全性剪叉式高空作业平台液压系统，其特征在于，所述工作口A1和工作口B1均连接有第一单向溢流阀，所述工作口B3连接有第二单向溢流阀，所述进油口连接有第三溢流阀。
6.根据权利要求1所述的一种高安全性剪叉式高空作业平台液压系统，其特征在于，所述行走控制阀包括平衡阀、分流集流阀和两位六通电磁换向阀，所述平衡阀与第二联电磁阀、分流集流阀连通，所述分流集流阀连接有补油管路，补油管路上设有补油单向阀，所述两位六通电磁换向阀与分流集流阀和行走马达连通，所述两位六通电磁换向阀用于换向、控制行走马达串、并联切换。
7.根据权利要求6所述的一种高安全性剪叉式高空作业平台液压系统，其特征在于，所述平衡阀的阀芯两端设有弹簧，所述平衡阀与第二联电磁阀之间设有先导阻尼。
8.根据权利要求6所述的一种高安全性剪叉式高空作业平台液压系统，其特征在于，所述行走控制阀还包括拖车阀，所述拖车阀位于分流集流阀与两位六通电磁换向阀之间。
9.根据权利要求1～8任意一项所述的一种高安全性剪叉式高空作业平台液压系统，其特征在于，所述第三联电磁阀与行走制动器之间设有行走制动油路，所述行走制动油路上设有单向节流阀和手动泵，所述第三联电磁阀和回油口与举升油缸之间设有举升油路，所述举升油路上设有第一举升控制阀和第二举升控制阀。
10.根据权利要求9所述的一种高安全性剪叉式高空作业平台液压系统，其特征在于，所述单向节流阀包括并联的第二单向阀和节流阀。
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