CN111765135B - 一种用于拱架作业台车的液压控制系统 - Google Patents

一种用于拱架作业台车的液压控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于拱架作业台车的液压控制系统。包括工作平台控制单元、制动单元、转向单元、支腿控制单元和散热单元；制动转向泵给转向单元提供动力油源，控制台车的转向；同时也给制动单元提供动力源，控制台车的制动；主泵和第一多路阀组实现支腿的控制，所述齿轮泵用于驱动散热马达；工作平台控制的单元包括中间臂架动作模块、左臂架动作模块、右臂架动作模块，三个臂架之间相互独立控制，互不干扰。本发明的控制系统采用了主泵+制动转向泵组成的双动力驱动方式，使整机的工作性能更加可靠，操作方便，为隧道施工提供了有力保障，液压系统采用闭中心负载敏感系统，可根据负载自动调节泵的压力和流量，减少功率损耗，更加高效节能。

Description

一种用于拱架作业台车的液压控制系统
技术领域
本发明涉及液压控制技术领域，具体涉及一种用于拱架作业台车的液压控制系统。
背景技术
随着国内高速公路、铁路的建设，拱架台车被广泛应用于隧道的拱架支护中，而现在拱架支护多为人工立拱，人工立拱速度慢，而拱架作业台车液压系统控制拱架作业台车转向、制动、支腿动作、散热及工作平台正常工作，可保证长时间作业，包含整车的所有动作控制，可实现遥控功能。
现有技术存在问题：
(1)、无法实现遥控功能；
(2)、多为单动力控制，动力系统故障后，无法继续工作；
(3)、能耗高、易造成噪声污染和柴油机排放造成的污染；
(4)、无法实现自动调平功能。
综上所述，急需一种用于拱架作业台车的液压控制系统以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种用于拱架作业台车的液压控制系统，以解决背景技术中存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种用于拱架作业台车的液压控制系统，包括工作平台控制单元、制动单元、转向单元、支腿控制单元和散热单元；
所述工作平台控制单元包括主泵、溢流阀、单向阀、过滤器和臂架动作模块；所述主泵出口连接溢流阀进口，所述溢流阀出口连接油箱，所述主泵出口连接单向阀进口，所述单向阀出口连接过滤器，所述过滤器连接到臂架动作模块的P口；
所述制动单元包括制动转向泵、充液阀、制动阀、梭阀Ⅰ、梭阀Ⅱ、前桥制动和后桥制动；所述制动转向泵出口连接充液阀P口；所述充液阀R口连接制动阀R口；所述制动阀T1、T2口分别连接梭阀Ⅰ、梭阀Ⅱ；梭阀Ⅰ、梭阀Ⅱ的出口分别连接前桥制动、后桥制动；
所述转向单元包括转向器、选择阀和转向油缸；所述充液阀连接转向器P口，所述转向器A口连接选择阀C1口，所述转向器B口连接选择阀C4口；所述选择阀P1、P2口连接转向油缸；所述臂架动作模块的遥控转向口A口连接选择阀C2口，所述臂架动作模块的遥控转向口B口连接选择阀C3口。
优选地，所述支腿控制单元包括第一多路阀组和支腿油缸；所述过滤器连接到第一多路阀组P4口，所述第一多路阀组包括多个多路阀，每个多路阀均连接有一个支腿油缸；所述支所述腿油缸中集成有液压锁。
优选地，所述所述第一多路阀组包括6片多路阀，每片多路阀的A、B口，分别连接到前左支腿油缸、前右支腿油缸、后左支腿油缸、后右支腿油缸、左平推支腿油缸和右平推支腿油缸。
优选地，所述散热单元包括液压散热器、风扇控制块、散热齿轮泵；所述散热齿轮泵出口连接液压散热器进口，同时还并联连接风扇控制块进口，所述液压散热器和风扇控制块并联后连接到油箱。
优选地，所述臂架运动模块包括中间臂架动作模块、左臂架动作模块、右臂架动作模块、梭阀；中间臂架动作模块用于控制中间臂架的工作臂、吊篮和机械手的动作；左臂架动作模块用于控制左臂架的工作臂、吊篮和机械手的动作；右臂架动作模块用于控制右臂架的工作臂、吊篮和机械手的动作；
所述过滤器连接到中间臂架动作模块P1口，所述过滤器连接到左臂架动作模块P2口，所述过滤器连接到右臂架动作模块P3口；
所述中间臂架动作模块、左臂架动作模块和右臂架动作模块LS口分别连接到梭阀进油口，所述梭阀出油口连接主泵x口，所述中间臂架动作模块、左臂架动作模块、右臂架动作模块、第一多路阀组的四个R口连接到一起后与液压散热器连接，所述液压散热器与油箱连接。
优选地，所述所述中间臂架动作模块包括第二多路阀组、平衡阀和臂架动作油缸；臂架动作油缸通过平衡阀与第二多路阀组连接。
优选地，所述第二多路阀组的数量为三组，每组多路阀组的P口连接在一起后与过滤器连接。
优选地，所述左臂架动作模块和右臂架动作模块的结构与中间臂架动作模块的结构相同。
优选地，所述中间臂架动作模块还包括与第二多路阀组连接的减速机马达，用于控制平台滑移。
优选地，所述主泵采用闭中心负载敏感泵。
优选地，所述制动单元还包括比例减压阀和蓄能器；比例减压阀的油口分别与制动阀、梭阀Ⅰ、梭阀Ⅱ和蓄能器连接。
应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：
(1)本发明的控制系统采用了主泵+制动转向泵组成的双动力驱动方式，使整机的工作性能更加可靠，操作方便，为隧道施工提供了有力保障，液压系统采用闭中心负载敏感系统，可根据负载自动调节泵的压力和流量，减少功率损耗，更加高效节能。
(2)本发明中，工作臂的举升、偏转、伸缩，机械手的翻转、伸缩，吊篮的调平，平台滑移等动作采用比例多路阀组和动作油缸控制，有二次限压，可以提高各个动作的控制精度并设置各个动作的最大荷载压力。
(3)本发明中，通过设置选择阀切换工作油口，可选择主泵或制动转向泵作为动力油源，实现驾驶室控制转向或者遥控转向功能。
(4)本发明中，在制动单元了设置比例减压阀和蓄能器，比例减压阀通过接受外部遥控无线电信号转化的液压信号，可实现遥控刹车功能。
(5)本发明中，支腿油缸集成液压锁，保证支腿伸出时，拱架台车停放可靠。
(6)本发明中，各个臂架的吊篮通过机械+调平油缸的结构实现自动调平。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请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是拱架作业台车的液压控制系统的液压原理图；
图2是中间臂架动作模块的液压原理图；
其中，1、主泵，2、溢流阀，3、单向阀，4、过滤器，5、制动转向泵，6、充液阀，7、制动阀，8、梭阀Ⅰ，9、梭阀Ⅱ，10、前桥制动，11、后桥制动，12、转向器，13、选择阀，14、转向油缸，15、第一多路阀组，16、支腿油缸，17、液压散热器，18、风扇控制块，19、散热齿轮泵，20、中间臂架动作模块，20.1、第二多路阀组，20.2、平衡阀，20.3、臂架动作油缸，20.4、减速机马达，21、左臂架动作模块，22、右臂架动作模块，23、梭阀，24、比例减压阀，25、蓄能器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1：
参见图1、图2，一种用于拱架作业台车的液压控制系统，包括工作平台控制单元、制动单元、转向单元、支腿控制单元和散热单元；
所述工作平台控制单元包括主泵1、溢流阀2、单向阀3、过滤器4和臂架动作模块；所述主泵1出口连接溢流阀2进口，所述溢流阀2出口连接油箱，所述主泵1出口连接单向阀3进口，所述单向阀3出口连接过滤器4，所述过滤器4连接到臂架动作模块的P口；
所述制动单元包括制动转向泵5、充液阀6、制动阀7、梭阀Ⅰ8、梭阀Ⅱ9、前桥制动10和后桥制动11；所述制动转向泵5出口连接充液阀6的P口；所述充液阀6R口连接制动阀7的R口；所述制动阀7的T1、T2口分别连接梭阀Ⅰ8、梭阀Ⅱ9；所述梭阀Ⅰ8、梭阀Ⅱ9的出口分别连接前桥制动10、后桥制动11；所述制动单元还包括比例减压阀24和蓄能器25；比例减压阀24的油口分别与制动阀7、梭阀Ⅰ8、梭阀Ⅱ9和蓄能器25连接。
所述转向单元包括转向器12、选择阀13和转向油缸14；所述充液阀6连接转向器12的P口，所述转向器12的A口连接选择阀13C1口，所述转向器12的B口连接选择阀13的C4口；所述选择阀13的P1、P2口连接转向油缸14；所述臂架动作模块的遥控转向口A口连接选择阀13的C2口，所述臂架动作模块的遥控转向口B口连接选择阀13的C3口。
所述支腿控制单元包括第一多路阀组15和支腿油缸16；所述过滤器4连接到第一多路阀组15的P4口，所述第一多路阀组15包括多个多路阀，每个多路阀均连接有一个支腿油缸16。本实施例中，第一多路阀组优选为ED多路阀组。
所述所述第一多路阀组15包括6片多路阀，每片多路阀的A、B口，分别连接到前左支腿油缸、前右支腿油缸、后左支腿油缸、后右支腿油缸、左平推支腿油缸和右平推支腿油缸。
所述散热单元包括液压散热器17、风扇控制块18、散热齿轮泵19；所述散热齿轮泵19出口连接液压散热器17进口，同时还并联连接风扇控制块18进口，所述液压散热器17和风扇控制块18并联后连接到油箱。
所述主泵1采用闭中心负载敏感泵。
所述臂架运动模块包括中间臂架动作模块20、左臂架动作模块21、右臂架动作模块22、梭阀23；中间臂架动作模块20用于控制中间臂架的工作臂、吊篮和机械手的动作；左臂架动作模块21用于控制左臂架的工作臂、吊篮和机械手的动作；右臂架动作模块22用于控制右臂架的工作臂、吊篮和机械手的动作；三个臂架之间相互独立控制。
所述过滤器4连接到中间臂架动作模块20的P1口，所述过滤器4连接到左臂架动作模块21的P2口，所述过滤器4连接到右臂架动作模块22的P3口；
所述中间臂架动作模块20、左臂架动作模块21和右臂架动作模块22LS口分别连接到梭阀23进油口，所述梭阀23出油口连接主泵1x口，所述中间臂架动作模块20、左臂架动作模块21、右臂架动作模块22、第一多路阀组15的四个R口连接到一起后与液压散热器17连接，所述液压散热器17与油箱连接。
所述所述中间臂架动作模块20包括第二多路阀组20.1、平衡阀20.2和臂架动作油缸20.3；臂架动作油缸20.3通过平衡阀20.2与第二多路阀组20.1连接。
所述第二多路阀组20.1的数量为三组，包括两组电液比例多路阀组和一组ED多路阀组Ⅱ，每组多路阀组的P口连接在一起后与过滤器4连接。
所述左臂架动作模块21和右臂架动作模块22的结构与中间臂架动作模块20的结构相同。
所述中间臂架动作模块20还包括与第二多路阀组20.1连接的减速机马达20.4，用于控制平台滑移。
所述转向单元的控制具体过程如下：
如图1所示，所述制动转向泵5提供高压油，连接到充液阀6的P口；充液阀6的B口连接到转向器12的P口；当选择阀13处于左位时，选择阀13的C1、C4口分别和P1、P2口连通，此时顺时针转动方向盘，带动转向器12顺时针转动，转向器12连接到选择阀13的C1口，液压油从选择阀13的P1口进入转向油缸15的R端，实现右转；逆时针转动方向盘时，带动转向器12逆时针转动，转向器12连接到选择阀13的C4口，液压油从选择阀13的P2口进入转向油缸15的L端，实现左转；当选择阀13处于右位时，选择阀13的C2、C3和P1、P2口连通，中间臂架动作模块20的遥控转向口连接到选择阀13的C2、C3口，实现遥控转向功能。
所述制动单元控制的具体过程如下：
所述充液阀6的R口与制动阀7的R口连接，当脚踩刹车时，制动阀7移向右位，制动阀7的R口和T1、T2连通，经过梭阀Ⅰ8、梭阀Ⅱ9分别进入到前桥制动10、后桥制动11，实现机械刹车功能；当外部通过遥控发出无线电信号，转换成液压信号传到比例减压阀24，比例减压阀24设定减压压力增大，蓄能器25的压力通过比例减压阀24传到梭阀Ⅰ8和梭阀Ⅱ9，再到前桥制动10、后桥制动11，实现遥控刹车功能。
所述中间臂架动作模块20控制的具体过程如下：
如图2所示，从过滤器的P4口进油，液压油从电液比例多路阀组I的P口、电液比例多路阀组II的P口进入后，分配到每个电液比例多路阀，根据电液比例多路阀的得电情况，当电液比例多路阀得电处于左位时，液压油从电液比例多路阀的A口流向各个臂架动作油缸前端平衡阀的V2口，再流向油缸无杆腔，油缸伸出，完成相应动作。当电液比例多路阀失电处于右位时，液压油从电液比例多路阀的B口流向各个臂架动作油缸前端平衡阀的V1口，再流向油缸有杆腔，油缸缩回，完成相应动作。液压油经过电液比例多路组II，从P口进入ED多路阀组，从ED多路阀组的每片多路阀A、B口流向臂架动作油缸的平衡阀V1/V2口，或者直接流向油缸无杆腔、有杆腔和马达的A、B口。
左臂架动作模块21和右臂架动作模块22的工作过程与中间臂架动作模块20的工作过程相同，区别在于不包括平台滑移的控制。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种用于拱架作业台车的液压控制系统，其特征在于，包括工作平台控制单元、制动单元和转向单元；
所述工作平台控制单元包括主泵(1)、溢流阀(2)、单向阀(3)、过滤器(4)和臂架动作模块；所述主泵(1)出口连接溢流阀(2)进口，所述溢流阀(2)出口连接油箱，所述主泵(1)出口连接单向阀(3)进口，所述单向阀(3)出口连接过滤器(4)，所述过滤器(4)连接到臂架动作模块的P口；
所述制动单元包括制动转向泵(5)、充液阀(6)、制动阀(7)、梭阀Ⅰ(8)、梭阀Ⅱ(9)、前桥制动(10)和后桥制动(11)；所述制动转向泵(5)出口连接充液阀(6)P口；所述充液阀(6)R口连接制动阀(7)R口；所述制动阀(7)T1、T2口分别连接梭阀Ⅰ(8)、梭阀Ⅱ(9)；梭阀Ⅰ(8)、梭阀Ⅱ(9)的出口分别连接前桥制动(10)、后桥制动(11)；
所述转向单元包括转向器(12)、选择阀(13)和转向油缸(14)；所述充液阀(6)连接转向器(12)的P口，所述转向器(12)A口连接选择阀(13)的C1口，所述转向器(12)的B口连接选择阀(13)的C4口；所述选择阀(13)的P1、P2口连接转向油缸(14)；所述臂架动作模块的遥控转向口A口连接选择阀(13)的C2口，所述臂架动作模块的遥控转向口B口连接选择阀(13)的C3口。
2.根据权利要求1所述的一种用于拱架作业台车的液压控制系统，其特征在于，还包括支腿控制单元；所述支腿控制单元包括第一多路阀组(15)和支腿油缸(16)；所述过滤器(4)连接到第一多路阀组(15)的P4口，所述第一多路阀组(15)包括多个多路阀，每个多路阀均连接有一个支腿油缸(16)。
3.根据权利要求2所述的一种用于拱架作业台车的液压控制系统，其特征在于，所述第一多路阀组(15)包括6片多路阀，每片多路阀的A、B口，分别连接到前左支腿油缸、前右支腿油缸、后左支腿油缸、后右支腿油缸、左平推支腿油缸和右平推支腿油缸。
4.根据权利要求1～3任意一项所述的一种用于拱架作业台车的液压控制系统，其特征在于，还包括散热单元；所述散热单元包括液压散热器(17)、风扇控制块(18)、散热齿轮泵(19)；所述散热齿轮泵(19)出口连接液压散热器(17)进口，同时还并联连接风扇控制块(18)进口，所述液压散热器(17)和风扇控制块(18)并联后连接到油箱。
5.根据权利要求4所述的一种用于拱架作业台车的液压控制系统，其特征在于，所述制动单元还包括比例减压阀(24)和蓄能器(25)；比例减压阀(24)的油口分别与制动阀(7)、梭阀Ⅰ(8)、梭阀Ⅱ(9)和蓄能器(25)连接。
6.根据权利要求5所述的一种用于拱架作业台车的液压控制系统，其特征在于，所述臂架动作模块包括中间臂架动作模块(20)、左臂架动作模块(21)、右臂架动作模块(22)、梭阀(23)；所述过滤器(4)连接到中间臂架动作模块(20)的P1口，所述过滤器(4)连接到左臂架动作模块(21)的P2口，所述过滤器(4)连接到右臂架动作模块(22)的P3口；
所述中间臂架动作模块(20)、左臂架动作模块(21)和右臂架动作模块(22)的LS口分别连接到梭阀(23)进油口，所述梭阀(23)出油口连接主泵(1)的x口，所述中间臂架动作模块(20)、左臂架动作模块(21)、右臂架动作模块(22)、第一多路阀组(15)的四个R口连接到一起后与液压散热器(17)连接，所述液压散热器(17)与油箱连接。
7.根据权利要求6所述的一种用于拱架作业台车的液压控制系统，其特征在于，所述中间臂架动作模块(20)包括第二多路阀组(20.1)、平衡阀和臂架动作油缸；臂架动作油缸通过平衡阀与第二多路阀组(20.1)连接。
8.根据权利要求7所述的一种用于拱架作业台车的液压控制系统，其特征在于，所述第二多路阀组(20.1)的数量为三组，每组多路阀组的P口连接在一起后与过滤器连接。
9.根据权利要求6～8任意一项所述的一种用于拱架作业台车的液压控制系统，其特征在于，所述左臂架动作模块(21)和右臂架动作模块(22)的结构与中间臂架动作模块(20)的结构相同。
10.根据权利要求6～8任意一项所述的一种用于拱架作业台车的液压控制系统，其特征在于，所述中间臂架动作模块(20)还包括与第二多路阀组(20.1)连接的减速机马达(20.4)，用于控制平台滑移。
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