CN114251314A - 一种起重机液压系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种起重机液压系统及控制方法，其液压系统包括伸缩油缸、供油端和驱动端，供油端包括油箱、变量液压泵、液控比例换向阀和溢流阀；驱动端包括蓄能器、缸臂销切换阀、第一换向阀、第二换向阀、球阀、快换接头、缸销油缸和臂销油缸；本发明取消单独的缸臂销驱动系统，蓄能器存储系统高压时的油液，作为缸臂销动作的驱动油源；缸臂销油缸活塞杆固定，缸臂销油缸有杆腔进油时实现拔缸臂销，回油时缸臂销油缸有杆腔和无杆腔贯通，实现快速释放缸臂销，通过缸臂销切换阀的方向的改变来切换缸臂销动作；应急拔臂销时，提升系统压力，使第一换向阀和第二换向阀换向，高压油液进入臂销液压缸，实现拔臂销动作。
Description
技术领域
本发明属于起重机技术领域，具体涉及一种起重机液压系统及控制方法。
背景技术
单缸插销伸缩系统原理采用行业通用技术路线，缸臂销动作的驱动需要一个单独的供油系统，伸缩油缸伸缩时保证活动芯管流量的同时又要保证系统压力，导致功率损失大。伸缩油缸带有活动芯管，结构复杂，加工精度要求较高，造成伸缩油缸价格高，轻量化难以进一步提升。由于伸缩油缸紧凑性差，导致单缸插销伸缩系统难以在小吨位产品推广应用；小吨位受臂尾宽度的限制，缸头体不能扩大，导致活塞杆也无法扩大，故活动芯管难以布置。
发明内容
本发明的目的是提供一种起重机液压系统及控制方法，从而现有的起重机中单缸插销伸缩系统存在缸臂销动作时需要通过另一个泵来控制，导致系统节能性差；伸缩油缸带有活动芯管，结构复杂，加工精度要求较高，造成伸缩油缸高、轻量化差；由于伸缩油缸紧凑性差，导致单缸插销伸缩系统难以小吨位产品推广应用的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
第一方面，本发明提供了一种起重机液压系统，包括伸缩油缸、供油端和驱动端，所述供油端包括油箱、液控比例换向阀和溢流阀，所述伸缩油缸的有杆腔通过溢流阀连接至油箱，所述伸缩油缸的无杆腔通过液控比例换向阀的一个通路连接至油箱；所述液控比例换向阀另一个通路与溢流阀并联，所述液控比例换向阀的两侧控制端分别连接电比例减压阀，所述电比例减压阀分别连接先导油和油箱；
所述驱动端包括蓄能器、缸臂销切换阀、球阀、快换接头、缸销油缸和臂销油缸；所述缸臂销切换阀设置有A口、B口、P口和T口，所述P口和A口分别连接至臂销油缸的有杆腔，所述储能器分别连接P口和伸缩油缸的有杆腔；所述B口通过球阀和快换接头连接至缸销油缸的有杆腔；所述T口分别连接至臂销油缸、缸销油缸和伸缩油缸的无杆腔，所述T口还连接至伸缩油缸的有杆腔。
可选的，所述P口和A口与臂销油缸的有杆腔之间还分别设置有第一换向阀和第二换向阀，所述第一换向阀和第二换向阀的控制端分别连接至P口。
可选的，所述臂销油缸和缸销油缸分别连接臂销机构和缸销机构，通过臂销油缸和缸销油缸的有杆腔和无杆腔的进回油实现拔臂和拔缸。
可选的，所述伸缩油缸的有杆腔与蓄能器之间还设置有第一单向阀，所述第一单向阀由伸缩油缸向蓄能器方向导通。
可选的，所述T口与伸缩油缸的有杆腔和无杆腔之间分别设置有第二单向阀和第三单向阀，所述第二单向阀和所述第三单向阀均由T口向伸缩油缸方向导通。
可选的，所述供油端还包括平衡阀，所述伸缩油缸的无杆腔通过平衡阀连接至液控比例换向阀，所述平衡阀的控制端连接至伸缩油缸的有杆腔。
第二方面，本发明提供了一种基于上述的一种起重机液压系统的控制方法，包括：
正常拔臂销操作：
控制伸缩油缸执行缩动作，将伸缩油缸的无杆腔内的高压油液充入蓄能器；
控制缸臂销切换阀的P口和A口导通，蓄能器的高压油液经过缸臂销切换阀和第二换向阀到达臂销油缸的有杆腔，驱动臂销油缸动作实现拔臂销操作；
正常拔缸销操作：
控制伸缩油缸执行缩动作，将伸缩油缸的无杆腔内的高压油液充入蓄能器；
控制缸臂销切换阀的P口和B口导通，蓄能器的高压油液经过缸臂销切换阀到达缸销油缸的有杆腔，驱动缸销油缸动作实现拔缸销操作；
应急拔臂销操作：
调节溢流阀的溢流压力使其大于第一换向阀和第二换向阀的换向压力；
控制伸缩油缸执行缩动作，将伸缩油缸的无杆腔内的高压油液充入蓄能器，使蓄能器的油液压力大于第一换向阀和第二换向阀的预设压力；
蓄能器中的高压油液通过第一换向阀到达臂销油缸的有杆腔，驱动臂销油缸动作实现应急拔臂销操作；
应急拔缸销操作：
控制球阀关闭，通过快换接头外接高压油源，通过高压油源的高压油液到达缸销油缸的有杆腔，驱动缸销油缸动作实现应急拔缸销操作。
可选的，所述控制伸缩油缸执行缩动作包括：
通过调节电比例减压阀输入电流的大小控制液控比例换向阀，通过液控比例换向阀动作控制伸缩油缸执行缩动作。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的一种起重机液压系统及控制方法，提升了起重机液压系统的节能性、紧凑性，降低重量、成本；与现有技术相比，取消了单独的缸臂销系统，提升了节能性；取消伸缩油缸内的活动芯等，伸缩油缸结构简化、加工难度降低，伸缩油缸成本有了较大的降低；解决“活动芯管对伸缩油缸活塞杆内径限制”的矛盾，使得单缸插销系统可推广到中小吨位产品；运用缸臂销油缸的另一腔作为“回油油箱”，快速吸收缸臂销油缸高压腔释放的油液，解决“释放缸臂销时由于伸缩油缸低压腔的压力大，造成的缸臂销油缸排油背压大”的矛盾，提升缸臂销的释放响应性和可靠性。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明实施例提供的起重机液压系统的原理图；
图中标记为：20.油箱，21.变量液压泵，22.电比例减压阀，23.液控比例换向阀，24.平衡阀，25.伸缩油缸，26.单向阀组，27.缸臂销切换阀，28.球阀，29.臂销油缸，210.缸销油缸，211.第一换向阀，212.第二换向阀，213.蓄能器，214.溢流阀，215.快换接头，216.缸销机构，217.臂销机构，218.先导油。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
如图1所示，本发明实施例提供的一种起重机液压系统，包括伸缩油缸25、供油端和驱动端。
供油端包括油箱20、变量液压泵21、液控比例换向阀23和溢流阀214，伸缩油缸25的有杆腔通过溢流阀214连接至油箱20，伸缩油缸25的无杆腔通过液控比例换向阀23的一个通路连接至油箱20；液控比例换向阀23另一个通路与溢流阀214并联，液控比例换向阀23的两侧控制端分别连接电比例减压阀22，电比例减压阀22分别连接先导油218和油箱20；供油端还包括平衡阀24，伸缩油缸25的无杆腔通过平衡阀24连接至液控比例换向阀23，平衡阀24的控制端连接至伸缩油缸25的有杆腔。
驱动端包括蓄能器213、缸臂销切换阀27、第一换向阀211、第二换向阀212、球阀28、快换接头215、缸销油缸210和臂销油缸29；缸臂销切换阀27设置有A口、B口、P口和T口，P口和A口分别通过第一换向阀211和第二换向阀212连接至臂销油缸29的有杆腔，第一换向阀211、第二换向阀212的控制端和蓄能器213均连接至P口，蓄能器213还连接至伸缩油缸25的有杆腔；B口通过球阀28和快换接头215连接至缸销油缸210的有杆腔；T口分别连接至臂销油缸29、缸销油缸210和伸缩油缸25的无杆腔，T口还连接至伸缩油缸25的有杆腔。
伸缩油缸25的有杆腔与蓄能器213之间还设置有第一单向阀，第一单向阀由伸缩油缸25向蓄能器2123方向导通；T口与伸缩油缸25的有杆腔和无杆腔之间分别设置有第二单向阀和第三单向阀，第二单向阀和第三单向阀均由T口向伸缩油缸25方向导通；第一单向阀、第二单向阀和第三单向阀组成单向阀组26。
臂销油缸29和缸销油缸210分别连接臂销机构217和缸销机构216，通过臂销油缸29和缸销油缸210的有杆腔和无杆腔的进回油实现拔臂和拔缸。
本实施例取消单独的缸臂销驱动系统，蓄能器213存储系统高压时的油液，作为缸臂销动作的驱动油源。缸销油缸210和臂销油缸29的活塞杆固定于伸缩油缸25上，缸销油缸210和臂销油缸29的缸体固定于缸销机构216和臂销机构217，缸销油缸210和臂销油缸29的进回油均通过缸销油缸210和臂销油缸29的活塞杆，缸销油缸210和臂销油缸29的有杆腔进油时实现拔缸臂销，回油时缸臂销油缸大小腔贯通，实现快速释放缸臂销，通过缸臂销切换阀27的方向的改变来切换缸臂销动作；应急拔臂销时，提升系统压力，使第一换向阀211和第二换向阀212换向，高压油液进入臂销油缸29，实现拔臂销动作；通过快换接头215外接高压油源，高压油液到达缸销油缸210有杆腔，实现应急拔缸销动作。
实施例二：
本发明实施例提供了一种基于上述的一种起重机液压系统的控制方法，包括：
(1)正常拔臂销操作：
控制伸缩油缸执行缩动作，将伸缩油缸的无杆腔内的高压油液充入蓄能器；
控制缸臂销切换阀的P口和A口导通，蓄能器的高压油液经过缸臂销切换阀和第二换向阀到达臂销油缸的有杆腔，驱动臂销油缸动作实现拔臂销操作；
臂销需要复位时，缸臂销切换阀失电，臂销油缸的有杆腔和无杆腔贯通，运用臂销油缸的无杆腔作为“回油油箱”，由于无杆腔的容积远大于有杆腔容积，在弹簧力的作用下，使得有杆腔的油液迅速进入无杆腔实现缸臂销的快速复位，提升了响应性。
(2)正常拔缸销操作：
控制伸缩油缸执行缩动作，将伸缩油缸的无杆腔内的高压油液充入蓄能器；
控制缸臂销切换阀的P口和B口导通，蓄能器的高压油液经过缸臂销切换阀到达缸销油缸的有杆腔，驱动缸销油缸动作实现拔缸销操作；
缸销需要复位时，与上文缸销复位同理。
(3)应急拔臂销操作：
调节溢流阀的溢流压力使其大于第一换向阀和第二换向阀的换向压力；
控制伸缩油缸执行缩动作，将伸缩油缸的无杆腔内的高压油液充入蓄能器，使蓄能器的油液压力大于第一换向阀和第二换向阀的预设压力；(由于第一换向阀大于第二换向阀设定开启压力，所以第二换向阀换向后，第一换向阀再换向)
蓄能器中的高压油液通过第一换向阀到达臂销油缸的有杆腔，驱动臂销油缸动作实现应急拔臂销操作；
(4)应急拔缸销操作：
控制球阀关闭，通过快换接头外接高压油源，通过高压油源的高压油液到达缸销油缸的有杆腔，驱动缸销油缸动作实现应急拔缸销操作。
(5)控制伸缩油缸执行缩动作包括：
通过调节电比例减压阀输入电流的大小控制液控比例换向阀，通过液控比例换向阀动作控制伸缩油缸执行缩动作。
伸缩油缸的伸出与缩回动作由一液控比例换向阀控制。两个电比例减压阀分别控制液控比例换向阀阀杆两端所受控制油液压力大小。因此，可以通过调节电比例减压阀输入电流的大小，来控制液控比例换向阀阀杆运动，即液控比例换向阀阀杆位移与输入电比例减压阀电流的大小相关。因此，可以通过调节控制器输出给电比例阀减压阀的电流大小来满足伸缩系统不同工况对伸缩液压系统特性的要求。
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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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)
1.一种起重机液压系统，其特征在于，包括伸缩油缸、供油端和驱动端，所述供油端包括油箱、液控比例换向阀和溢流阀，所述伸缩油缸的有杆腔通过溢流阀连接至油箱，所述伸缩油缸的无杆腔通过液控比例换向阀的一个通路连接至油箱；所述液控比例换向阀另一个通路与溢流阀并联，所述液控比例换向阀的两侧控制端分别连接电比例减压阀，所述电比例减压阀分别连接先导油和油箱；
所述驱动端包括蓄能器、缸臂销切换阀、球阀、快换接头、缸销油缸和臂销油缸；所述缸臂销切换阀设置有A口、B口、P口和T口，所述P口和A口分别连接至臂销油缸的有杆腔，所述储能器分别连接P口和伸缩油缸的有杆腔；所述B口通过球阀和快换接头连接至缸销油缸的有杆腔；所述T口分别连接至臂销油缸、缸销油缸和伸缩油缸的无杆腔，所述T口还连接至伸缩油缸的有杆腔。
2.根据权利要求1所述的一种起重机液压系统，其特征在于，所述P口和A口与臂销油缸的有杆腔之间还分别设置有第一换向阀和第二换向阀，所述第一换向阀和第二换向阀的控制端分别连接至P口。
3.根据权利要求1所述的一种起重机液压系统，其特征在于，所述臂销油缸和缸销油缸分别连接臂销机构和缸销机构，通过臂销油缸和缸销油缸的有杆腔和无杆腔的进回油实现拔臂和拔缸。
4.根据权利要求1所述的一种起重机液压系统，其特征在于，所述伸缩油缸的有杆腔与蓄能器之间还设置有第一单向阀，所述第一单向阀由伸缩油缸向蓄能器方向导通。
5.根据权利要求1所述的一种起重机液压系统，其特征在于，所述T口与伸缩油缸的有杆腔和无杆腔之间分别设置有第二单向阀和第三单向阀，所述第二单向阀和所述第三单向阀均由T口向伸缩油缸方向导通。
6.根据权利要求1所述的一种起重机液压系统，其特征在于，所述供油端还包括平衡阀，所述伸缩油缸的无杆腔通过平衡阀连接至液控比例换向阀，所述平衡阀的控制端连接至伸缩油缸的有杆腔。
7.一种基于权利要求1-6任一项所述的一种起重机液压系统的控制方法，其特征在于，包括：
正常拔臂销操作：
控制伸缩油缸执行缩动作，将伸缩油缸的无杆腔内的高压油液充入蓄能器；
控制缸臂销切换阀的P口和A口导通，蓄能器的高压油液经过缸臂销切换阀和第二换向阀到达臂销油缸的有杆腔，驱动臂销油缸动作实现拔臂销操作；
正常拔缸销操作：
控制伸缩油缸执行缩动作，将伸缩油缸的无杆腔内的高压油液充入蓄能器；
控制缸臂销切换阀的P口和B口导通，蓄能器的高压油液经过缸臂销切换阀到达缸销油缸的有杆腔，驱动缸销油缸动作实现拔缸销操作；
应急拔臂销操作：
调节溢流阀的溢流压力使其大于第一换向阀和第二换向阀的换向压力；
控制伸缩油缸执行缩动作，将伸缩油缸的无杆腔内的高压油液充入蓄能器，使蓄能器的油液压力大于第一换向阀和第二换向阀的预设压力；
蓄能器中的高压油液通过第一换向阀到达臂销油缸的有杆腔，驱动臂销油缸动作实现应急拔臂销操作；
应急拔缸销操作：
控制球阀关闭，通过快换接头外接高压油源，通过高压油源的高压油液到达缸销油缸的有杆腔，驱动缸销油缸动作实现应急拔缸销操作。
8.根据权利要求7所述的一种起重机液压系统的控制方法，其特征在于，所述控制伸缩油缸执行缩动作包括：
通过调节电比例减压阀输入电流的大小控制液控比例换向阀，通过液控比例换向阀动作控制伸缩油缸执行缩动作。
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