CN114352591A - 一种液压同步驱动重物的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种液压同步驱动重物的方法，该方法通过每个所述举升油缸上的位移传感器实时监控每个举升油缸的举升高度，并两两比较各举升油缸的高度差，当任一对举升油缸的高度差超出设定位移差范围，则关闭该对举升油缸中举升速度最快的举升油缸对应的主二位三通电磁球阀，使得该举升速度最快的举升油缸保持静止，直至两两比较各举升油缸的高度差重新落入所述设定位移差范围内再重新打开该关闭的主二位三通电磁球阀，继续驱动对应的举升油缸。本发明实现了采用常规压力等级的元件就能进行高精度同步举升或下降重物的优点。

Description

一种液压同步驱动重物的方法
技术领域
本发明涉及一种液压设备，尤其涉及一种液压同步驱动重物的方法。
背景技术
目前，很多大型工件(即重物)具有高精度举升需求，但施工空间又非常狭小，如风电塔筒顶升更换摩擦片，桥梁对接举升等。这类应用场景的特点为出力需求大，驱动位移精度高，安全保护要求严格。首先因为空间有限，提供出力的油缸无法选用大尺寸的缸径，仅能通过提高工作压力的途径增大至需要的额定驱动力，而常规液压系统，受限于行业液压元件的压力等级，一般设计均不高于70MPa，想进一步提高高精度的控制几乎无元件可选用。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种采用常规压力等级的元件就能实现高精度同步举升或下降重物的液压同步驱动重物的方法，以克服现有技术存在的不足。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种液压同步驱动重物的方法，包括分布并支撑在所述重物下方的多个举升装置以及与各所述举升装置连通的液压系统，所述液压系统包括油箱、供油路和回油路，其特征在于,还包括分别与各举升装置连通的多套液压控制油路；
每个所述举升装置包括增压缸和举升油缸，所述增压缸的增压腔连通至所述举升油缸，所述举升油缸为薄壁油缸，所述举升油缸支撑在所述重物下方；
每套所述液压控制油路包括主二位三通电磁球阀和副二位三通电磁球阀，液控单向阀、节流阀、第一电磁换向阀，调速阀；
所述供油路连通至所述主二位三通电磁球阀的P油口和副二位三通电磁球阀的P油口，所述主二位三通电磁球阀的A油口和所述副二位三通电磁球阀的A油口连通所述液控单向阀的正向油口，所述液控单向阀的反向油口经所述调速阀连通至所述增压泵的无杆腔，所述第二二位三通电磁球阀的A油口连通至所述增压泵的有杆腔，所述液控单向阀的液控油口还连通至所述第二二位三通电磁球阀的A油口；
所述主二位三通电磁球阀的T油口和所述副二位三通电磁球阀的T油口均经所述回油路连通至油箱；
所述举升油缸上设置有位移传感器和压力传感器；
所述液压同步驱动方法包括同步举升，所述同步举升为：各所述主二位三通电磁球阀的P油口和A油口连通，各所述副二位三通电磁球阀的A油口和T油口连通，所述供油路供油，使得液压油经各所述主二位三通电磁球阀、各所述液控单向阀向各所述增压缸的无杆腔供油，各所述增压缸的有杆腔中的液压油经各所述副二位三通电磁球阀、所述回油路流回所述油箱，各所述增压缸驱动所述举升油缸，进而各所述举升油缸驱动重物上升，通过每个所述举升油缸上的位移传感器实时监控每个所述举升油缸的举升高度，并两两比较各所述举升油缸的高度差，当任一对举升油缸的高度差超出设定位移差范围，则关闭该对举升油缸中举升速度最快的举升油缸对应的主二位三通电磁球阀，使得该举升速度最快的举升油缸保持静止，直至两两比较各举升油缸的高度差重新落入所述设定位移差范围内再重新打开该关闭的主二位三通电磁球阀，继续驱动对应的举升油缸。
所述液压控制油路还包括有节流阀、第一电磁换向阀以及第二调速阀，所述节流阀连通所述液控单向阀的反向油口，所述节流阀再依次经过所述第一电磁换向阀、所述第二调速阀连通至所述回油路，所述液压同步驱动重物的方法还包括同步自重下降，所述同步自重下降为：供油路停止供油，打开各个所述第一电磁换向阀，此时重物在自重条件下下降，各个所述增压缸的无杆腔内的液压油经所述节流阀、所述第一电磁换向阀所述第二调速阀以及回油路流回油箱，通过每个举升油缸上的位移传感器实时监控每个举升油缸的下降高度，并两两比较各举升油缸的高度差，当任一对举升油缸的高度差超出设定位移差范围，则关闭该对举升油缸中下降速度最快的举升油缸对应的第一电磁换向阀，使得该下降速度最快的举升油缸保持静止，直至两两比较各举升油缸的高度差重新落入所述设定位移差范围内再重新打开该关闭的第一电磁换向阀，继续使得对应的举升油缸下降。
采用上述技术方案，本发明采用的举升装置采用增压缸和举升油缸串联，举升油缸采用薄型油缸，这样可以实现在狭小空间内举升重物，又因为有增压缸的增压，这样即使采用普通的液压元件也可是使得举升油缸获得足够大的驱动力，满足举升重物的要求。另外，通过举升油缸上的位移传感器实时监控各举升油缸的高度差，保持各举升油缸两两比较的高度差在设定位移差范围内，进而实现了举升油缸举升和下降的精确控制，保证了重物上升或下降的平稳，且采用二位三通电磁球阀作为控制液压元件，具有极低泄漏量的优点，也可保证在失电情况下油缸长时间的可靠位置保持。
附图说明
图1为本发明的液压系统图。
图2为图1中D处放大示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的液压同步驱动重物的方法，采用四个举升装置 300和液压系统。其中每个举升装置300均包括增压缸18和举升油缸20，增压缸18的增强腔连通至举升油缸20。为适应在狭小空间内施工，本发明的举升油缸20采用薄型油缸。增压缸18将提升压强后的液压油提供给举升油缸20，使得举升油缸获足够大的举升力。该四个举升油缸20分别支撑在重物下方的四个角处。
液压系统包括油箱01、供油路100、回油路200、和对应四个举升装置 300的四套液压控制油路400。
其中，供油路100包括电机1驱动的油泵2、供油单向阀3以及过滤器 7组成，油泵2的进油口连通油箱01、出油口经供油单向阀3连通过滤器 7。供油单向阀4保证了液压油从油泵2流向过滤器7，而不会从过滤器7 回流至油泵2。
四套液压控制油路400均包括主二位三通电磁球阀13.1、副二位三通电磁球阀13.2，液控单向阀14、第一节流阀11、第一电磁换向阀15、调速阀16。
过滤器7连通主二位三通电磁球阀13.1的P油口和副二位三通电磁球阀13.2的P油口，主二位三通电磁球阀13.1的A油口连通液控单向阀14 的正向油口，液控单向阀14的反向油口经第一调速阀16.1连通至增压缸 18的无杆腔。副二位三通电磁球阀的A油口连通至增压缸18的有杆腔。液控单向阀14的液控油口还连通至副二位三通电磁球阀13.2的A油口。主二位三通电磁球阀的T油口和副二位三通电磁球阀的T油口均经回油路200 连通油箱01。二位三通电磁球阀具有无泄漏的特点，本发明采用两个二位三通电磁球阀来进行进油、回油的切换使得系统的液压油泄漏降低到最小。通过调节第一调速阀16.1能够调节进入举升油缸20的压力，进而能够调节举升油缸20的举升速度。在各个举升油缸20明显上升不同步时，通过调节第一调速阀16.1使得各举升油缸20上升趋于同步，实现举升油缸上升同步的粗调节。
回油路200含有背压阀6，具体地，该背压阀6的正向油口连通主二位三通电磁球阀13.1的T油口和副二位三通电磁球阀13.2的T油口上，反向油口则连通至油箱9。
供油路100与回油量200之间还并联有系统溢流阀4和卸荷阀5。具体地为：油泵2出油口与背压阀6的反向油口之间设有系统溢流阀4，油泵2 的出油口与背压阀6的正向油口之间还设有卸荷阀5。系统溢流阀4的作用为设定系统压力保护，该供油路100提供个整个系统的压力超过设定的安全压力值，系统溢流阀4就会打开，将超出压力的液压油泄流到油箱，起到对系统的保护作用。而卸荷阀5则是一种电磁阀，其作用有方面，一方面作用为在油泵2启动前，先打开卸荷阀5，然后启动油泵2，使得油泵2 泵出的液压油先经卸荷阀5流回油箱，实现油泵在刚启动时不带负载运行，避免油泵启动时直接被加载负载造成瞬时冲击，以对油泵起到保护作用。待油泵2运行稳定，再关闭卸荷阀5，进而再使得液压油经液压控制油路400给举升执行机构300供应液压油。另一面作用为在油泵2工作情况下，通过打开卸荷阀5，使得供油路不再像液压控制油路供油，即实现了不停止油泵工作的条件下停止供油。
液控单向阀14的反向油口经节流阀11连接第一电磁换向阀15.1，第一电磁换向阀15.1同时连通第二电磁换向阀15.2和蓄能器单向阀21，蓄能器单向阀21再连通第一蓄能器12.1。第二电磁换向阀15.2还经第二调速阀16.2连通至回油路200。通过调节第二调速阀16.2能够调节进入举升油缸20的压力，进而能够调节举升油缸20的下降速度。在各个举升油缸 20明显下降不同步时，通过调节第二调速阀16.2使得各举升油缸20下降趋于同步，实现举升油缸下降的粗调节。
举升油缸20上设有位移传感器23。增压缸18和举升油缸20之间的油路上设有第一压力计19.1。第一压力计19.1和位移传感器23分别测量举升油缸20的压力和位移。
第一电磁换向阀15和蓄能器单向阀21之间的油路上设有第二压力计 19.2，用于测量该油路上的压力。
过滤器7还连通至第二蓄能器12.2，过滤器1和第二蓄能器12.2之间的油路上设有第三压力计19.3，用于测量该油路上的压力。第二蓄能器 12.2能够吸收油泵2供油的产生的脉动，提高输出压力的稳定性。
增压缸18的有杆腔和无杆腔之间设有油缸溢流阀24。该油缸溢流阀24起到对增压缸18保护作用，防止进入无杆腔和有杆腔的压力突然增加。
本发明的液压同步驱动重物的方法具有如下多种工作模式：
1、同步举升：
将4个主二位三通电磁球阀13.1的P油口和A油口连通，将4个副二位三通电磁球阀13.2的A油口和T油口连通，启动油泵2，关闭卸荷阀 5，通过供油路100供油，使得液压油经各主二位三通电磁球阀13.1、各液控单向阀14向各增压缸18的无杆腔供油，各增压缸18的有杆腔中的液压油经各副二位三通电磁球阀13.2、回油路200流回油箱01。各增压缸18 增压后驱动举升油缸20，进而各举升油缸20驱动重物上升。
通过每个举升油缸20上的位移传感器23实时监控每个举升油缸20的举升高度，并两两比较各举升油缸的高度差，当任一对举升油缸的高度差超出设定位移差范围，则关闭该对举升油缸中举升速度最快的举升油缸对应的主二位三通电磁球阀，使得该举升速度最快的举升油缸保持静止，直至两两比较各举升油缸的高度差重新落入设定位移差范围内再重新打开该关闭的主二位三通电磁球阀，继续驱动对应的举升油缸。
2、自重同步下降
打开卸荷阀5，背压阀6会提供约为2bar的背压，油泵2工作泵出的油经卸荷阀5、背压阀6流回油箱01。此时，供油路100停止供油，打开各个第一电磁换向阀15.1，第二电磁换向阀15.2不打开，先让第一蓄能器 12.1来吸收连通状态下的冲击和波动，第二压力传感器19.2可以测量连通时的压力情况，等压力稳定后打开第二电磁换向阀15.2。这样重物在自重条件下下降，各个增压缸18的无杆腔内的液压油经节流阀11、第一电磁换向阀15.1、第二电磁换向阀15.2、第二调速阀16.2以及回油路200流回油箱01。
通过每个举升油缸18上的位移传感器实时监控每个举升油缸18的下降高度，并两两比较各举升油缸的高度差，当任一对举升油缸的高度差超出设定位移差范围，则关闭该对举升油缸中下降速度最快的举升油缸对应的第一电磁换向阀，使得该下降速度最快的举升油缸保持静止，直至两两比较各举升油缸的高度差重新落入所述设定位移差范围内再重新打开该关闭的第一电磁换向阀，继续使得对应的举升油缸下降。
3、无负载快速复位
在举升油缸不支撑重物的情况，本发明还能实现无负载快速复位，方法为：
将4个副二位三通电磁球阀13.2的P油口和A油口连通，将4个主二位三通电磁球阀13.1的A油口和T油口连通，启动油泵2，关闭卸荷阀 5，通过供油路100供油，使得液压油经各副二位三通电磁球阀13.2进入有杆腔，由于副二位三通电磁球阀13.2的A油口为高压，会控制液控单向阀14反向打开，各增压缸18的无杆腔中的液压油，经第一调速阀16.1、液控单向阀14、各主二位三通电磁球阀13.1、回油路200流回油箱01。这样就实现了驱动增压缸18和举升油缸20的快速下降复位。
通过上述详细描述，可以看出本发明的液压同步驱动重物的方法实现了采用常规压力等级的元件就能进行高精度同步举升或下降重物的优点。

Claims (10)

1.一种液压同步驱动重物的方法，包括分布并支撑在所述重物下方的多个举升装置以及与各所述举升装置连通的液压系统，所述液压系统包括油箱、供油路和回油路，其特征在于,还包括分别与各举升装置连通的多套液压控制油路；
每个所述举升装置包括增压缸和举升油缸，所述增压缸的增压腔连通至所述举升油缸，所述举升油缸为薄壁油缸，所述举升油缸支撑在所述重物下方；
每套所述液压控制油路包括主二位三通电磁球阀和副二位三通电磁球阀，液控单向阀、节流阀、第一电磁换向阀，调速阀；
所述供油路连通至所述主二位三通电磁球阀的P油口和副二位三通电磁球阀的P油口，所述主二位三通电磁球阀的A油口和所述副二位三通电磁球阀的A油口连通所述液控单向阀的正向油口，所述液控单向阀的反向油口经所述调速阀连通至所述增压泵的无杆腔，所述第二二位三通电磁球阀的A油口连通至所述增压泵的有杆腔，所述液控单向阀的液控油口还连通至所述第二二位三通电磁球阀的A油口；
所述主二位三通电磁球阀的T油口和所述副二位三通电磁球阀的T油口均经所述回油路连通至油箱；
所述举升油缸上设置有位移传感器和压力传感器；
所述液压同步驱动方法包括同步举升，所述同步举升为：各所述主二位三通电磁球阀的P油口和A油口连通，各所述副二位三通电磁球阀的A油口和T油口连通，所述供油路供油，使得液压油经各所述主二位三通电磁球阀、各所述液控单向阀向各所述增压缸的无杆腔供油，各所述增压缸的有杆腔中的液压油经各所述副二位三通电磁球阀、所述回油路流回所述油箱，各所述增压缸驱动所述举升油缸，进而各所述举升油缸驱动重物上升，通过每个所述举升油缸上的位移传感器实时监控每个所述举升油缸的举升高度，并两两比较各所述举升油缸的高度差，当任一对举升油缸的高度差超出设定位移差范围，则关闭该对举升油缸中举升速度最快的举升油缸对应的主二位三通电磁球阀，使得该举升速度最快的举升油缸保持静止，直至两两比较各举升油缸的高度差重新落入所述设定位移差范围内再重新打开该关闭的主二位三通电磁球阀，继续驱动对应的举升油缸。
2.根据权利要求1所述的液压同步驱动重物的方法，其特征在于，所述液压控制油路还包括有节流阀、第一电磁换向阀以及第二调速阀，所述节流阀连通所述液控单向阀的反向油口，所述节流阀再依次经过所述第一电磁换向阀、所述第二调速阀连通至所述回油路，所述液压同步驱动重物的方法还包括同步自重下降，所述同步自重下降为：供油路停止供油，打开各个所述第一电磁换向阀，此时重物在自重条件下下降，各个所述增压缸的无杆腔内的液压油经所述节流阀、所述第一电磁换向阀所述第二调速阀以及回油路流回油箱，通过每个举升油缸上的位移传感器实时监控每个举升油缸的下降高度，并两两比较各举升油缸的高度差，当任一对举升油缸的高度差超出设定位移差范围，则关闭该对举升油缸中下降速度最快的举升油缸对应的第一电磁换向阀，使得该下降速度最快的举升油缸保持静止，直至两两比较各举升油缸的高度差重新落入所述设定位移差范围内再重新打开该关闭的第一电磁换向阀，继续使得对应的举升油缸下降。
3.根据权利要求2所述的液压同步驱动重物的方法，其特征在于，所述第一电磁换向阀和第二调速阀之间还设有第二电磁换向阀，所述第二第一电磁换向阀还连通有第一蓄能器，在所述第一电磁换向阀打开口，先由所述第一蓄能器吸收冲击和波动后，带压力稳定后再打开所述第二电磁换向阀。
4.根据权利要求3所述的液压同步驱动重物的方法，其特征在于：通过调节各第一调速阀来控制各个各举升油缸的举升速度，通过调节各个所述第二调速阀来控制各举升油缸的下降速度。
5.根据权利要求2所述的液压同步驱动重物的方法，其特征在于：所述供油路还连通第二蓄能器。
6.根据权利要求5所述的液压同步驱动重物的方法，其特征在于：所述回油路中含有背压阀。
7.根据权利要求5所述的液压同步驱动重物的方法，其特征在于：还包括有连通在所述供油路和所述背压阀的正向油口之间的卸荷阀。
8.根据权利要求5所述的液压同步驱动重物的方法，其特征在于：还包括有连通在所述供油路和所述背压阀的反向油口之间的系统溢流阀。
9.根据权利要求5所述的液压同步驱动重物的方法，其特征在于：所述增压缸的无杆腔和有杆腔之前还连通有油缸溢流阀。
10.根据权利要求5所述的液压同步驱动重物的方法，其特征在于：所述液控单向阀、所述第一电磁换向阀和所述第二电磁换向阀均为座阀结构。
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