CN111891946A - 一种动力输送系统、方法及起重机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种动力输送系统、方法及起重机；动力输送系统包括电比例泵、马达、用于制动马达的制动器、卷筒支架及双联管和用于使副臂变幅的液压油缸；所述双联管位于电比例泵与液压油缸之间的油路上；所述双联管的出油口与液压油缸的有杆腔之间的油路上依次设有第四换向阀和第二换向阀；所述液压油缸的无杆腔通过第二换向阀、第五换向阀、双联管的回油口回到油箱；所述第四换向阀另一控制口通过第三换向阀与马达的进油口连接；所述马达的其一出油口通过第三换向阀另一控制口与第五换向阀连接；所述马达的另一出油口与制动器连接；本发明基于液压马达驱动的动力输送系统，降低软管卷筒的重量，提升产品轻量化水平，提升产品的起重性能。

Description

一种动力输送系统、方法及起重机
技术领域
本发明涉及一种动力输送系统、方法及起重机，属于起重机技术领域。
背景技术
在工程建设领域，动力输送系统对能量、物料、产品的转运或传递发挥着重要作用。动力输送的方式包括火力、电力、流体等多种方式；输送媒介包括链条、卷筒、皮带、软管、网带等多种形式；输送的路径多以固定的空间路线距离为主。大型施工机械上为流动作业输送动力的设备常用的有电缆卷放车、软管缠绕装置等。
在起重机械上，随着对产品吊臂高度和幅度要求的增加，增加副臂成为满足用户吊装工况需求的重要手段。副臂变幅角度的改变有两种方式：一种是通过人力采用机械固定的方式来改变变幅角度，副臂与主臂的夹角可为0、15°、30°等固定角度，无法实现无级变幅；另一种方式为采用副臂变幅油缸实现副臂的无级变幅。大吨位起重机副臂变幅一般采用副臂变幅油缸进行无级变幅。目前100吨及以上起重机，普遍采用软管卷筒输送油液驱动副臂变幅油缸动作。软管卷筒有两种安装位置，一种安装在吊臂的基本臂臂头（不带超起产品），另外一种安装在副臂支架上（带超起产品）。带超起的产品所用卷筒较重并且安装在副臂支架上，对副臂的吊重性能影响更大。
起重机行业目前采用的软管卷筒为弹力式胶管卷筒，吊臂回缩时，由设置在卷盘内的卷簧作为驱动源实现双联软管的收回。吊臂伸出过程中，卷簧提供的卷力并不是恒定，而是同预紧力和被拉伸长度有关；尤其是双联软管伸出较长时，对软管的拉伸力较大，从而造成对软管的要求较高。卷筒所需卷簧的长度和卷力，随着主臂臂长的增加而增加，导致卷筒设计时卷簧厚度、片数不断增加，从而成本也不断上升，卷筒重量也不断增大。弹力式卷筒对起重机重量、成本的控制造成了较大的影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种动力输送系统、方法及起重机，以解决现有技术卷筒所需卷簧的长度和卷力，随着主臂臂长的增加而增加，导致卷筒设计时卷簧厚度、片数不断增加，从而成本也不断上升的缺陷。
一种动力输送系统，包括，电比例泵、马达、用于制动马达的制动器、卷筒支架及双联管和用于使副臂变幅的液压油缸；
所述双联管位于电比例泵与液压油缸之间的油路上；所述双联管的出油口与液压油缸的有杆腔之间的油路上依次设有第四换向阀和第二换向阀；所述液压油缸的无杆腔通过第二换向阀、第五换向阀、双联管的回油口回到油箱；
所述第四换向阀另一控制口通过第三换向阀与马达的一油口连接；所述马达的另一油口通过第三换向阀另一控制口与第五换向阀连接；所述马达的两油口皆与制动器连接；所述马达与卷筒支架连接。
进一步地，所述无杆腔与有杆腔之间的油路上连接有平衡阀。
进一步地，所述马达的其一出油口并联有背压阀一和单向阀一。
进一步地，所述马达的两油口通过依次连接的梭阀、减压阀与制动器连接；其中梭阀的两个油口分别与马达的两油口连接。
进一步地，所述马达的进油路和出油路之间均设有相互制约的单向阀二和单向阀三。
进一步地，所述系统还包括分级控制阀组，所述分级控制阀组的一油口与油箱连接，另一油口与所述电比例泵的出油路连接
进一步地，所述双联管与油箱之间的油路并联有单向阀四和背压阀二。
一种起重机，包括上述任一项所述的动力输送系统。
一种动力输送方法，所述方法包括步骤：
当主臂伸出时，电比例泵高压油经过第四换向阀、第三换向阀流入马达；回油时，高压油经过背压阀、第五换向阀、双联管背压阀二到油箱，同时高压油通过梭阀、减压阀使制动器打开，实现对马达的控制；
当主臂收缩时，电比例泵高压油经过第四换向阀、第三换向阀、单向阀一流入马达，同时高压油通过梭阀、减压阀打开制动器，马达驱动卷筒支架动作，同时带动双联管动作。
进一步地，所述方法还包括：
当副臂变幅起时，电比例泵输出的高压油经过双联管、第四换向阀、第二换向阀、平衡阀的单向阀口到达无杆腔，有杆腔油液经过第二换向阀、第五换向阀.的回油口至油箱，形成回路，实现副臂变幅油缸伸出；
当副臂变幅落时，电比例泵输出的高压油经过双联管、第四换向阀、第二换向阀、进入有杆腔；同时打开平衡阀，无杆腔油液经过第二换向阀、第五换向阀的回油口至油箱，形成回路，实现副臂变幅油缸回缩。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
1）本发明基于液压马达驱动的动力输送系统，无需卷簧从而降低软管卷筒的重量，较好的提升产品轻量化水平，提升产品的起重性能。
2）本发明提供的动力输送系统，不需要卷簧，可以对双联软管的恒力控制，可以选用要求较低的双联软管。
3）本发明提供的动力输送系统与现有技术相比，设计成本有较大的降低。
4）本发明提供的副臂变幅系统，速度可以较好的根据操作者的需求进行控制，控制精度更高。
附图说明
图1是本发明整体示意图；
图2是本发明实施例电比例溢流阀示意图。
图中：1、电比例泵； 2.1、二位四通阀一；2.2、二位四通阀二；2.3、二位四通阀三；3、溢流阀组；3.1、溢流阀一；3.2、溢流阀二；4、梭阀；5、背压阀一；6、单向阀组；6.1、单向阀一；6.2、单向阀二；6.3、单向阀三；7、马达；8、卷筒支架；9、制动器；10、减压阀；11、无杆腔；12、有杆腔；13、平衡阀； 14.1、第二换向阀；14.2、第三换向阀； 15.1、第四换向阀；15.2、第五换向阀；16、双联管；17、背压阀二；18、单向阀四。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1-图2所示，公开了一种动力输送系统，包括，电比例泵1、马达7、用于制动马达7的制动器9、卷筒支架8及双联管16和用于使副臂变幅的液压油缸；本发明了动力输送系统采用马达7驱动卷筒支架8进一步通过马达7实现双联管16的运动，可以较好的降低卷筒装置的重量，提升产品的轻量化水平和副臂工况的吊重性能，尤其是卷筒安装在副臂上的情况。
如图1所示，该动力输送系统系统由电比例泵1进行控制，随着手柄角度的变大电比例减压阀Y4的电流也不断增大，电比例泵1输出的流量也不断增大，系统的速度可以根据产品动作需求实现较好的控制；具体控制如下：
副臂变幅起落时油路方式：双联管16位于电比例泵1与液压油缸之间的油路上；双联管16的出油口与液压油缸的有杆腔12之间的油路上依次设有第四换向阀15.1和第二换向阀14.1；所述液压油缸的无杆腔11通过第二换向阀14.1、第五换向阀15.2、双联管16的回油口回到油箱；其中双联管16与油箱之间的油路上设有单向阀四18，背压阀二17与单向阀四18并联，背压阀二17设置的目的是在系统回油时，给系统一个合适的背压，增加系统的稳定性；并且在系统压力不足或吸空时有利于给系统进行补油。如果系统形成负压，所需的补油量较大时，油箱内的油液经过单向阀18进入系统。
在本发明中第四换向阀15.1和第五换向阀15.2采用的是二位三通换向阀，第四换向阀15.1其一控制油口与第二换向阀14.1的其一控制油口连接，另一控制油口与第三换向阀14.2其一控制油口连接。第五换向阀15.2其一控制油口与第二换向阀14.1的另一控制油口连接，第五换向阀15.2另一控制油口与第三换向阀14.2另一控制油口连接再与无杆腔11连接。第二换向阀14.1和第三换向阀14.2采用的是三位四通换向阀。
马达7驱动卷筒支架8控制双联管16运动时油路方式：第四换向阀15.1另一控制口通过第三换向阀14.2与马达7的一油口连接；所述马达7的另一油口通过第三换向阀14.2另一控制口与第五换向阀15.2另一控制油口连接；所述马达7的两油口皆与制动器9连接；所述马达7与卷筒支架8连接。
在本发明中，具体来说，马达7的两油口依次经过梭阀4、减压阀10与制动器9连接；高压油将制动器9打开，从而使马达控制卷筒支架8的转动。其中梭阀4的两个油口分别与马达7的两油口连接；梭阀4从马达7的两端油口进行选择高压油，然后经过减压阀10减压后，用于打开制动器，经过梭阀4减压才能进行打开制动器9防止压力太高造成制动器9损坏。
在本发明中的具体实施例中，所述无杆腔11与有杆腔12之间的油路上连接有平衡阀13，其中平衡阀13的单向阀油口与无杆腔11连接，其目的是，副臂变幅起时，平衡无杆腔11和有杆腔12中的高压油。
在本发明中的实施例中，马达7的其一油口并联有背压阀一5和单向阀一6.1，当马达7的一油口作为回油口，单向阀一6.1控制高压油分压影响双联管16伸缩动作，当马达7的一出油口作为进油口时，高压油从单向阀6.1进入马达7控制制动器9，此时背压阀一5给马达7一个合适的背压，增加进油的压力提高系统的稳定性。
在本发明的实施例中，所述马达7的进油路和出油路之间均设有相互制约的单向阀二6.2和单向阀三6.3，在主臂伸缩过程中，马达驱动系统可能出现瞬间的压力较小或吸空现象，通过单向阀二6.2和单向阀三6.3对系统进行补油。
如图1所示，在伸臂、缩臂、副臂变幅起落等动作时，系统所需的最高压力不同，为了实现不同的最高压力控制，通过分级控制阀组进行组合实现控制；分级控制阀组控制口与油箱连接，出油口与电比例泵1出油路连接；分级控制阀组包括二位四通阀一2.1、二位四通阀二2.2、二位四通阀三2.3和溢流阀一3.1、溢流阀二3.2；其中，溢流阀一3.1、溢流阀二3.2一端与油箱连接，溢流阀一3.1与二位四通阀二2.2控制油口连接，溢流阀二3.2与二位四通阀三2.3控制油口连接；其中二位四通阀一2.1控制油口直接与油箱连接，实现不同的最高压力控。
如图2所示，本发明还提供了一种动力输送系统的第二实施例，第二实施例和第一实施例的不同之处为：由二位四通阀一2.1、二位四通阀二2.2、二位四通阀三2.3和溢流阀一3.1、溢流阀二3.2组成的分级控制阀组可以用电比例溢流阀来代替，也可实现电比例泵的输出压力的连续调节控制。
1、本发明基于液压马达驱动的动力输送系统，无需卷簧从而降低软管卷筒的重量，较好的提升产品轻量化水平，提升产品的起重性能。
2、本发明提供的动力输送系统，不需要卷簧，可以对双联软管的恒力控制，可以选用要求较低的双联软管。
3、本发明提供的动力输送系统与现有技术相比，设计成本有较大的降低。
一种起重机，包括以上任一项所述的动力输送系统。
一种动力输送方法，所述方法包括步骤：
主臂伸出：第三换向阀14.2的Y10a电磁阀得电时，电比例泵1高压油经过第四换向阀15.1、第三换向阀14.2流入马达7；回油时，高压油经过背压阀5、第五换向阀15.2、双联管16背压阀二17到油箱，同时高压油通过梭阀4、减压阀10使制动器9打开，实现对马达7的控制；
主臂收缩：第三换向阀14.2的Y10b电磁阀得电时，电比例泵1高压油经过第四换向阀15.1、第三换向阀14.2、单向阀一6.1流入马达7，同时高压油通过梭阀4、减压阀10打开制动器9，马达7驱动卷筒支架8动作，同时带动双联管16动作。
副臂变幅起，随着手柄角度的增大，Y4电磁阀电流增大，电比例泵1排量连续增大，高压油液通过卷筒支架8上的双联管16，此时第四换向阀15.1和第五换向阀15.2的电磁阀得电、第二换向阀14.1的Y11a电磁阀得电时，电比例泵1输出的高压油经过双联管16、第四换向阀15.1、第二换向阀14.1、平衡阀13的单向阀口到达无杆腔11，有杆腔12油液经过第二换向阀14.1、第五换向阀15.2的回油口至油箱，形成回路，实现副臂变幅油缸伸出；
副臂变幅落，电比例泵1输出的高压油液通过卷筒支架8上的双联管16，此时第四换向阀15.1得电、第五换向阀15.2得电时，第二换向阀14.1的Y11b电磁阀得电，电比例泵1输出的高压油经过双联管16、第四换向阀15.1、第二换向阀14.1、进入有杆腔12；同时打开平衡阀13，无杆腔11油液经过第二换向阀14.1、第五换向阀15.2的回油口至油箱，形成回路，实现副臂变幅油缸回缩。
本发明提供的副臂变幅系统，速度可以较好的根据操作者的需求进行控制，控制精度更高。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种动力输送系统，其特征在于，包括，电比例泵（1）、马达（7）、用于制动马达（7）的制动器（9）、卷筒支架（8）及双联管（16）和用于使副臂变幅的液压油缸；
所述双联管（16）位于电比例泵（1）与液压油缸之间的油路上；所述双联管（16）的出油口与液压油缸的有杆腔（12）之间的油路上依次设有第四换向阀（15.1）和第二换向阀（14.1）；所述液压油缸的无杆腔（11）通过第二换向阀（14.1）、第五换向阀（15.2）、双联管（16）的回油口回到油箱；
所述第四换向阀（15.1）另一控制口通过第三换向阀（14.2）与马达（7）的一油口连接；所述马达（7）的另一油口通过第三换向阀（14.2）另一控制口与第五换向阀（15.2）连接；所述马达（7）的两油口皆与制动器（9）连接；所述马达（7）与卷筒支架（8）连接。
2.根据权利要求1所述的动力输送系统，其特征在于，所述无杆腔（11）与有杆腔（12）之间的油路上连接有平衡阀（13）。
3.根据权利要求1所述的动力输送系统，其特征在于，所述马达（7）的其一出油口并联有背压阀一（5）和单向阀一（6.1）。
4.根据权利要求1所述的动力输送系统，其特征在于，所述马达（7）的两油口通过依次连接的梭阀（4）、减压阀（10）与制动器（9）连接；其中梭阀（4）的两个油口分别与马达（7）的两油口连接。
5.根据权利要求1所述的动力输送系统，其特征在于，所述马达（7）的进油路和出油路之间均设有相互制约的单向阀二（6.2）和单向阀三（6.3）。
6.根据权利要求1所述的动力输送系统，其特征在于，所述系统还包括分级控制阀组，所述分级控制阀组的一油口与油箱连接，另一油口与所述电比例泵（1）的出油路连接。
7.根据权利要求1所述的动力输送系统，其特征在于，所述双联管（16）与油箱之间的油路并联有单向阀四（18）和背压阀二（17）。
8.一种起重机，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的动力输送系统。
9.一种动力输送方法，其特征在于，所述方法包括步骤：
当主臂伸出时，电比例泵（1）高压油经过第四换向阀（15.1）、第三换向阀（14.2）流入马达（7）；回油时，高压油经过背压阀（5）、第五换向阀（15.2）、双联管（16）背压阀二（17）到油箱，同时高压油通过梭阀（4）、减压阀（10）使制动器（9）打开，实现对马达（7）的控制；
当主臂收缩时，电比例泵（1）高压油经过第四换向阀（15.1）、第三换向阀（14.2）、单向阀一（6.1）流入马达（7），同时高压油通过梭阀（4）、减压阀（10）打开制动器（9），马达（7）驱动卷筒支架（8）动作，同时带动双联管（16）动作。
10.根据权利要求9所述的动力输送方法，其特征在于，所述方法还包括：
当副臂变幅起时，电比例泵（1）输出的高压油经过双联管（16）、第四换向阀（15.1）、第二换向阀（14.1）、平衡阀（13）的单向阀口到达无杆腔（11），有杆腔（12）油液经过第二换向阀（14.1）、第五换向阀（15.2）的回油口至油箱，形成回路，实现副臂变幅油缸伸出；
当副臂变幅落时，电比例泵（1）输出的高压油经过双联管（16）、第四换向阀（15.1）、第二换向阀（14.1）、进入有杆腔（12）；同时打开平衡阀（13），无杆腔（11）油液经过第二换向阀（14.1）、第五换向阀（15.2）的回油口至油箱，形成回路，实现副臂变幅油缸回缩。
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