CN110847148A - 一种强夯机夯锤起停控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种强夯机夯锤起停控制系统，包括发动机、液力变矩器、卷扬，发动机的动力通过液力变矩器传递给卷扬；包括控制器、发动机转速传感器、制动器；液力变矩器的动力通过制动器传递给卷扬，发动机转速传感器实时采集发动机转速传输给控制器；当发动机转速达到预设值时，控制器根据发动机转速控制制动器松开，使卷扬旋转；当发动机转速未达到预设值时，控制器根据发动机转速控制制动器制动，使卷扬制动。本发明可以防止发动机突然熄火，造成安全事故；提高发动机燃油经济性，实现夯锤空中起停、安全下放、减能减排。

Description

一种强夯机夯锤起停控制系统

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种强夯机夯锤起停控制系统。

背景技术

强夯机是在建筑工程中由于需要对松土压实处理的机器，工作原理是反复提升夯锤至一定高度后，然后放下夯锤，自由落下的夯锤压实松土。目前强夯机的传动装置有三种，一种是纯机械传动，一种是纯液压传动，另一种是机液一体式传动。机械式强夯机：机械指的卷扬，行走，回转机构等都是机械式。缺点：体积大，拆装不方便，安全性差被很多工地禁止进入，优点：可靠性好。液压式强夯机：液压指的卷扬，行走，回转机构全部都是液压控制。缺点：传动效率低，故障率高，维修难度大且要求维修人员技术本领高。优点：体积小，重量轻。机液一体式：机指的卷扬是机械式的，液指的行走，回转，变幅机构是液压控制。优点：卷扬是机械传动，效率高、故障率低，其他动作(行走，回转)是液压传动，体积小重量轻。

目前，强夯机的夯锤在起升过程中，如果发动机转速未达到一定值时，发动机输出动力不足起升夯锤，容易造成发动机突然熄火，夯锤突然下降，造成安全事故。强夯机的夯锤在缓慢下放过程中，如果发动机转速未达到一定值时，发动机输出动力不足，也容易造成发动机突然熄火，夯锤突然快速下降，造成安全事故。为了解决上述问题，一般将发动机的怠速提高，使发动机输出动力满足起升负载要求，防止发动机突然熄火，但是发动机怠速提高会造成强夯机油耗增加，燃油经济性变差。另外，目前强夯机无法实现夯锤空中起停和安全下放。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种强夯机夯锤起停控制系统，防止发动机突然熄火，造成安全事故；提高发动机燃油经济性，实现夯锤空中起停、安全下放、减能减排。

一方面，本发明提供了一种强夯机夯锤起停控制系统，包括发动机、液力变矩器、卷扬，发动机的动力通过液力变矩器传递给卷扬；包括控制器、发动机转速传感器、制动器；液力变矩器的动力通过制动器传递给卷扬，发动机转速传感器实时采集发动机转速传输给控制器；当发动机转速达到预设值时，控制器根据发动机转速控制制动器松开，使卷扬旋转；当发动机转速未达到预设值时，控制器根据发动机转速控制制动器制动，使卷扬制动。

进一步地，在液力变矩器和卷扬之间设置有扭矩传感器，扭矩传感器实时采集起重负载力矩，控制器根据起重负载力矩调整发动机转速的预设值。

进一步地，包括称重传感器，称重传感器实时采集起重负载重量，控制器根据起重负载重量调整发动机转速的预设值。

进一步地，称重传感器安装在卷扬出绳端的定滑轮上。

进一步地，称重传感器安装在卷扬的轴承支座上。

进一步地，发动机转速的预设值为1000～1500转/分。

进一步地，包括分动箱、变速箱、传动箱、减速箱；发动机的动力一部分通过分动箱传递给液力变矩器，另一部分通过分动箱传递给液压泵；制动器安装在液力变矩器与变速箱之间，液力变矩器的输出动力通过制动器和变速箱传递给传动箱；扭矩传感器安装在减速箱与卷扬之间，传动箱的输出动力通过减速箱和扭矩传感器驱动卷扬旋转；

发动机的输出轴沿X轴方向布置，卷扬沿Y轴方向布置，发动机、分动箱、液力变矩器、变速箱、传动箱沿X轴方向布置在卷扬和减速箱的左侧或右侧；传动箱的输入轴沿X轴方向布置，传动箱的输出轴沿Y轴方向布置；发动机、分动箱、液力变矩器、制动器、变速箱、传动箱、减速箱、扭矩传感器、卷扬为相互独立单元。

进一步地，包括第一传动轴和第二传动轴，第一传动轴沿X轴方向布置，液力变矩器通过制动器和第一传动轴与变速箱连接；第二传动轴沿Y轴方向布置，传动箱通过第二传动轴与减速箱连接。

本发明的一种强夯机夯锤起停控制系统相比现有技术有益效果在于：

1、在夯锤起升时，操纵起升手柄，驾驶员脚踩油门加油，使发动机转速达到预设值，制动器松开，发动机动力依次通过分动箱、液压变矩器、制动器、变速箱、传动箱、减速箱传递给卷扬，卷扬旋转，夯锤起升。当驾驶员松开油门时，发动机转速下降，制动器制动，卷扬停止旋转，夯锤在空中暂停。当驾驶员脚踩油门加油时，发动机转速升高，发动机转速达到预设值时，制动器松开，夯锤继续起升。在夯锤缓慢下放时，操纵起升手柄中的下放按钮，使夯锤缓慢下放，当松开按钮或者松开油门时，夯锤停住。实现夯锤空中起停和安全下放功能。

2、本发明还可以根据起升负荷大小调整发动机转速预设值，满足起升负荷需要，防止发动机突然熄火，造成安全事故。

3、本发明的强夯机的发动机怠速可以调到600转/分以下，减少燃油消耗率，提高发动机燃油经济性，防止发动机突然熄火，造成安全事故。

附图说明

构成本发明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为本发明的第一实施例强夯机传动系统示意图；

图2为本发明的第一实施例强夯机夯锤起停控制系统示意图；

图3为本发明的第二实施例强夯机夯锤起停控制系统示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，本发明提供了第一实施例的一种强夯机夯锤起停控制系统，包括发动机1、分动箱2、液压泵3、液力变矩器4、制动器12、第一传动轴5、变速箱6、传动箱7、第二传动轴8、减速箱9、扭矩传感器10、卷扬11；发动机1的一部份动力依次通过分动箱2、液力变矩器4、制动器12、第一传动轴5、变速箱6、传动箱7、第二传动轴8、减速箱9、扭矩传感器10传递给卷扬11，使夯锤起升。发动机1的另一部分动力通过分动箱2驱动液压泵3。制动器10安装在液力变矩器4输出端，也可以安装在液力变矩器4至卷扬11传动系统中任何位置。扭矩传感器10安装在减速箱9的输出端，也可以安装在卷扬11的上。

发动机1的输出轴沿X轴方向布置，卷扬11沿Y轴方向布置，发动机1、分动箱2、液力变矩器4、第一传动轴5、变速箱6、传动箱7沿X轴方向布置在卷扬11和减速箱9的左侧或右侧；传动箱7的输入轴沿X轴方向布置，传动箱7的输出轴沿Y轴方向布置，第二传动轴8沿Y轴方向布置；发动机1、分动箱2、液力变矩器4、制动器12、变速箱6、传动箱7、减速箱9、扭矩传感器10、卷扬11为相互独立单元。

对于本领域技术人员都知道，液力变矩器4以液体为工作介质的一种非刚性扭矩变换器，是液力传动的形式之一。液力变矩器4有一个密闭工作腔，液体在腔内循环流动，其中泵轮、涡轮和导轮分别与输入轴、输出轴和壳体相连。发动机1带动输入轴旋转时，液体从离心式泵轮流出，顺次经过涡轮、导轮再返回泵轮，周而复始地循环流动。泵轮将输入轴的机械能传递给液体。高速液体推动涡轮旋转，将能量传给输出轴。液力变矩器4靠液体与叶片相互作用产生动量矩的变化来传递扭矩。液力变矩器4不同于液力耦合器的主要特征是它具有固定的导轮。导轮对液体的导流作用使液力变矩器4的输出扭矩可高于或低于输入扭矩，因而称为变矩器。输出扭矩与输入扭矩的比值称变矩系数，输出转速为零时的零速变矩系数通常约2～6。变矩系数随输出转速的上升而下降。液力变矩器4的输入轴与输出轴间靠液体联系，工作构件间没有刚性联接。液力变矩器4的特点是：能消除冲击和振动,过载保护性能和起动性能好；输出轴的转速可大于或小于输入轴的转速，两轴的转速差随传递扭矩的大小而不同；有良好的自动变速性能，载荷增大时输出转速自动下降，反之自动上升；保证发动机1有稳定的工作区，载荷的瞬态变化基本不会反映到发动机1上。液力变矩器4在额定工况附近效率较高，最高效率为85％～92％。

由于液力变矩器4以液体为工作介质的一种非刚性扭矩变换器，因此，本发明的制动器12必须安装液力变矩器4输出端之后，不能安装在液力变矩器4之前，否而会造成发动机突然熄火。本发明的制动器12只能应用于具有液力变矩器4的强夯机才能实现夯锤空中起停和安全下放功能，另外，液力变矩器4应用于强夯机的传动系统中，可以提高强夯施工可靠性和稳定性，可以满足高强度的强夯施工要求。

如图2所示，包括控制器、发动机转速传感器、扭矩传感器10，发动机转速传感器实时采集发动机转速传输给控制器；当发动机转速达到预设值时，控制器根据发动机转速控制制动器12松开，使卷扬11旋转；当发动机转速未达到预设值时，控制器根据发动机转速控制制动器12制动，使卷扬11制动。扭矩传感器10实时采集起重负载力矩，控制器根据起重负载力矩调整发动机转速的预设值。在控制器中设置起重负载力矩与发动机转速的预设值对应表，通过对应表选择发动机转速的预设值，发动机转速的预设值一般可以设置为1000～1500转/分。

如图3所述，本发明还提供了第二实施例的一种强夯机夯锤起停控制系统，第二实施例与第一实施例不同在于：

将扭矩传感器10替换为称重传感器，称重传感器安装在卷扬11出绳端的定滑轮上，或者安装在卷扬11的轴承支座上，称重传感器实时采集起重负载重量，控制器根据起重负载重量调整发动机转速的预设值。

本发明的强夯机夯锤起停控制系统工作过程如下：

控制器根据扭矩传感器10采集的起重负载力矩，或者控制器根据称重传感器采集的起重负载重量，调整发动机转速的预设值。当起重夯锤起升时，操纵起升手柄，驾驶员脚踩油门加油，使发动机转速达到预设值，制动器12松开，发动机动力依次通过分动箱2、液压变矩器4、制动器12、变速箱6、传动箱7、减速箱9传递给卷扬11，卷扬11旋转，夯锤起升。当驾驶员松开油门时，发动机转速下降，制动器12制动，卷扬11停止旋转，夯锤在空中暂停。当驾驶员脚踩油门加油时，发动机转速升高，发动机转速达到预设值时，制动器12松开，夯锤继续起升。在夯锤缓慢下放时，操纵起升手柄中的下放按钮，使夯锤缓慢下放，当松开按钮或者松开油门时，夯锤停住。实现夯锤空中起停和安全下放功能。

以上未描述的技术是本领域技术人员的公知常识。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (8)

1.一种强夯机夯锤起停控制系统，包括发动机(1)、液力变矩器(4)、卷扬(11)，发动机(1)的动力通过液力变矩器(4)传递给卷扬(11)；其特征在于，包括控制器、发动机转速传感器、制动器(12)；液力变矩器(4)的动力通过制动器(12)传递给卷扬(11)，发动机转速传感器实时采集发动机转速传输给控制器；当发动机转速达到预设值时，控制器根据发动机转速控制制动器(12)松开，使卷扬(11)旋转；当发动机转速未达到预设值时，控制器根据发动机转速控制制动器(12)制动，使卷扬(11)制动。

2.根据权利要求1所述的强夯机夯锤起停控制系统，其特征在于，在液力变矩器(4)和卷扬(10)之间设置有扭矩传感器(10)，扭矩传感器(10)实时采集起重负载力矩，控制器根据起重负载力矩调整发动机转速的预设值。

3.根据权利要求1所述的强夯机夯锤起停控制系统，其特征在于，包括称重传感器，称重传感器实时采集起重负载重量，控制器根据起重负载重量调整发动机转速的预设值。

4.根据权利要求3所述的强夯机夯锤起停控制系统，其特征在于，称重传感器安装在卷扬(11)出绳端的定滑轮上。

5.根据权利要求3所述的强夯机夯锤起停控制系统，其特征在于，称重传感器安装在卷扬(11)的轴承支座上。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的强夯机夯锤起停控制系统，其特征在于，发动机转速的预设值为1000～1500转/分。

7.根据权利要求2所述的强夯机夯锤起停控制系统，其特征在于，包括分动箱(2)、变速箱(6)、传动箱(7)、减速箱(9)；发动机(1)的动力一部分通过分动箱(2)传递给液力变矩器(4)，另一部分通过分动箱(2)传递给液压泵(3)；制动器(10)安装在液力变矩器(4)与变速箱(6)之间，液力变矩器(4)的输出动力通过制动器(10)和变速箱(6)传递给传动箱(7)；扭矩传感器(10)安装在减速箱(9)与卷扬(11)之间，传动箱(7)的输出动力通过减速箱(9)和扭矩传感器(10)驱动卷扬(11)旋转；

发动机(1)的输出轴沿X轴方向布置，卷扬(11)沿Y轴方向布置，发动机(1)、分动箱(2)、液力变矩器(4)、变速箱(6)、传动箱(7)沿X轴方向布置在卷扬(11)和减速箱(9)的左侧或右侧；传动箱(7)的输入轴沿X轴方向布置，传动箱(7)的输出轴沿Y轴方向布置；发动机(1)、分动箱(2)、液力变矩器(4)、制动器(12)、变速箱(6)、传动箱(7)、减速箱(9)、扭矩传感器(10)、卷扬(11)为相互独立单元。

8.根据权利要求7所述的一种强夯机夯锤起停控制系统，其特征在于，其特征在于，包括第一传动轴(5)和第二传动轴(8)，第一传动轴(5)沿X轴方向布置，液力变矩器(4)通过制动器(12)和第一传动轴(5)与变速箱(6)连接；第二传动轴(8)沿Y轴方向布置，传动箱(7)通过第二传动轴(8)与减速箱(9)连接。

Images