CN116281649A - 一种塔机动臂升降变幅控制系统 - Google Patents

一种塔机动臂升降变幅控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供的一种塔机动臂升降变幅控制系统，包括主油泵、换向阀组、执行机构；主油泵一端与油箱连接，另一端与换向阀组连接以驱动执行机构；所述换向阀组与执行机构连接，执行机构与塔机的动臂连接；所述执行机构包括变幅油缸和操纵杆本发明通过在换向阀的a口和b口处分别安装卸载阀，使动臂能够及时停止，并且通过在动臂铰链轴处分别设置角度接触开关，使动臂达到一定形成后PLC控制器能够自动控制动臂减速。

Description

一种塔机动臂升降变幅控制系统
技术领域
本发明涉及一种塔机动臂升降变幅控制系统。
背景技术
塔基动臂在横向移动过程中移动轨迹会与周围物体发生干涉，所以需要将动臂抬升或下降，使其绕开周围物体，现有的动臂升降方式普遍采用变幅油缸，通过换向阀分别控制油缸的无杆腔和有杆腔，如公开号为CN106698199A公开的一种双变幅油缸液压控制系统通过换向阀和插装阀实现对变幅油缸的控制和锁紧，并通过插装阀实现了变幅油缸液压控制系统在锁紧状态下发生抖动的问题，但其变幅油缸在伸缩过程中，没有阀门控制油缸的伸缩速度，会导致吊臂上抬或下降过程中加速度过大造成动臂折断的风险。
发明内容
为解决避免在抬升或下降过程中防止减速过程中加速度过大造成动臂折断发生危险，本发明提供了一种塔机动臂升降变幅控制系统。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供的一种塔机动臂升降变幅控制系统，包括主油泵、换向阀组、执行机构；
所述主油泵一端与油箱连接，另一端与换向阀组连接以驱动执行机构；
所述换向阀组与执行机构连接，执行机构与塔机的动臂连接；
所述执行机构包括变幅油缸和操纵杆；
所述换向阀组包括泵电控卸荷模块、a口应急卸载阀、b口急卸载阀、比例换向阀；
所述比例换向阀的a口和b口一端分别与变幅油缸连接，另一端分别与a口应急卸载阀和b口急卸载阀连接，所述泵电控卸荷模块与主油泵连接。
所述主油泵和泵电控卸荷模块之间还连接有泵恒功率模块和泵限压模块。
所述a口应急卸载阀和b口急卸载阀还分别并联有定差减压阀和溢流阀a。
所述主油泵和换向阀组之间还安装有安全阀,安全阀进口与主油泵连接，出口分别与a口应急卸载阀和b口急卸载阀连接。
所述比例换向阀的a口和b口与变幅油缸之间还分别安装有无杆腔平衡阀和有杆腔平衡阀。
比例换向阀的a口和b口与变幅油缸的连接油路上还安装有蓄能器。
油箱上还设置有冷却油路，冷却油路上依次安装有冷却系统电机、冷却器电机、冷却器、冷却系统回油滤。
所述油箱上还安装有液位液温计、温度传感器、积油盘液位传感器。
所述变幅油缸上安装有位移传感器。
所述操作杆上安装有电位器。
本发明的有益效果在于：通过在换向阀的a口和b口处分别安装卸载阀，使动臂能够及时停止，并且通过在动臂铰链轴处分别设置角度接触开关，使动臂达到一定形成后PLC控制器能够自动控制动臂减速。
附图说明
图1是本发明的液压原理示意图；
图2是本发明的液压泵站正视和俯视结构示意图；
图3是本发明的PLC信号输入、输出原理图；
图4是本发明的动臂铰链轴出角度开关触发原理示意图；
图中：1-配电箱，2-主系统压力表，3-冷却系统压力表，4-冷却器，5-冷却器电机，6-主电机，7-主油泵，8-蓄能器，9-换向阀组，10-高压过油滤，11-加热器，12-积油盘，13-油箱，14-主吸油滤，15-液位传感器，16-单向阀，17-冷却系统回油滤，18-冷却系统电机，19-主系统回油滤，20-空气滤清器，21-液位液温计，22-温度传感器，23-积油盘液位传感器，24-安全阀，25-定差减压阀，26-溢流阀a，27-溢法阀b，28-有杆腔平衡阀，29-无杆腔平衡阀，30-变幅油缸，31-电控卸载阀，32-泵恒功率模块，33-泵限压模块，34-泵电控卸荷模块，35-电控箱，36-a口应急卸载阀，37-b口急卸载阀，38-比例换向阀。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
一种塔机动臂升降变幅控制系统，包括主油泵7、换向阀组9、执行机构；
所述主油泵7一端与油箱13连接，另一端与换向阀组9连接以驱动执行机构；
所述换向阀组9与执行机构连接，执行机构与塔机的动臂连接；
所述执行机构包括变幅油缸30和操纵杆；
所述换向阀组9包括泵电控卸荷模块34、a口应急卸载阀36、b口急卸载阀37、比例换向阀38；
所述比例换向阀38的a口和b口一端分别与变幅油缸30连接，另一端分别与a口应急卸载阀36和b口急卸载阀37连接，所述泵电控卸荷模块34与主油泵7连接。
变幅系统由YZ-90液压泵站和YG-762变幅油缸构成，液压泵站由主电机、恒功率变量泵(带有恒功率模块、泵限压模块、泵电控卸荷模块)、吸油滤、比例换向阀(带有a、b向电控卸荷阀)、蓄能器构成并与变幅油缸通过高压胶管总成和快速接头连接共同组成变幅系统完成塔机动臂的抬升、下降动作。
液压泵站PLC收到电位器操纵杆的数字信号以确定是执行抬升还是下降(操纵杆前推或后拉)，电位器操纵杆的电位信号通过液压泵站PLC形成控制指令，控制比例换向阀的开度，从而控制抬升或下降的速度(操纵杆前推或后拉的幅度)同时通过PLC设置三个档位控制达到操纵速度的加速度。
如图4所示，为避免在抬升或下降过程中防止减速过程中加速度过大造成动臂折断发生危险，在动臂铰接轴处设置角度接触开关，分别在上下的减速角度，停止角度，最终停止角度设置减速开关、停止开关、最终停止开关，当接触到这三个开关时数字信号传递给液压泵站PLC，PLC形成控制指令分别控制比例换向阀减小开度；比例换向阀卸载，恒功率负载敏感变量泵输出零流量；液压泵站供电终止。
液压泵站启动后电机一直保持转动状态，PLC通过接收操纵杆动作产生的通断信号来判断需要进行抬升动作还是下降动作，同时电位器输出的模拟信号通过PLC处理后传输给比例换向阀的控制器转化为脉宽调制信号PWM输入到比例换向阀的电磁铁形成相应的开度控制液压流量从而控制抬升或下降的速度，因为安全考虑，会通过PLC控制下降速度比抬升的速度慢，为避免在抬升或下降过程中防止减速过程中加速度过大造成动臂折断发生危险及在系统停止失效时发生动臂过顶发生危险，在动臂铰接轴处设置角度接触开关，分别在上下的减速角度，停止角度，最终停止角度设置减速开关、停止开关、最终停止开关，当接触到这三个开关时数字信号传递给液压泵站PLC，PLC形成控制指令执行相应的控制。
所述主油泵7和泵电控卸荷模块34之间还连接有泵恒功率模块32和泵限压模块33。
所述a口应急卸载阀36和b口急卸载阀37还分别并联有定差减压阀25和溢流阀a26。
所述主油泵7和换向阀组9之间还安装有安全阀24,安全阀24进口与主油泵7连接，出口分别与a口应急卸载阀36和b口急卸载阀37连接。
所述比例换向阀38的a口和b口与变幅油缸30之间还分别安装有无杆腔平衡阀29和有杆腔平衡阀28。
比例换向阀38的a口和b口与变幅油缸30的连接油路上还安装有蓄能器8。
油箱13上还设置有冷却油路，冷却油路上依次安装有冷却系统电机18、冷却器电机5、冷却器4、冷却系统回油滤17。
所述油箱13上还安装有液位液温计21、温度传感器22、积油盘液位传感器23。
所述变幅油缸30上安装有位移传感器。
所述操作杆上安装有电位器。
具体的工作如下：
正常工作装态：
液压泵站启动后电机启动工作，系统默认为操纵杆在中间状态。
操纵杆在中间状态(电位器操纵杆在中间，死区位置)：比例换向阀上的应急卸载阀a和b，a口应急卸载阀36、b口应急卸载阀37得电关断卸载油路，泵上的电控卸载泵电控卸荷模块34不得电不执行卸载，换向阀处于中位，变幅油缸不动作。
上升状态，(电位器操纵杆在抬升位置)：比例换向阀a升线圈得到比例控制器信号，a口应急卸载阀36，b口应急卸载阀37得电关断卸载油路，泵电控卸荷模块34不得电，比例换向阀的电磁铁得到PWM输入信号，变幅油缸伸出抬升。
下降状态(电位器操纵杆在下降位置)：比例换向阀a升线圈得到比例控制器信号，a口应急卸载阀36，b口应急卸载阀37得电关断卸载油路，泵电控卸荷模块34不得电，比例换向阀的电磁铁得到PWM输入信号，变幅油缸缩回下降。
触发开关后的工作状态：
减速开关为全行程开关，接触后一直保持下压状态，不会造成控制退出
停止开关为点接触开关，由于动臂重量大，转动惯量大，减速后只要系统停止控制正常，不会造成越过点接触开关造成控制退出，为了防止在系统停止控制出现故障，在变幅油缸行程之内，停止开关后设置最终停止开关。
上升过程中得到外部上升减速信号(开关量信号)后：比例换向阀a升线圈得到减弱的比例控制器信号(使开口缩减70％)，a口应急卸载阀36，b口应急卸载阀37得电关断卸载油路，泵电控卸荷模块34不得电。
下降过程中得到外部下降减速信号(开关量信号)后：比例换向阀b降线圈得到减弱的比例控制器信号(使开口缩减70％)，a口应急卸载阀36，b口应急卸载阀37得电关断卸载油路，泵电控卸荷模块34不得电。
得到外部上升停止信号(开关量信号)后：a口应急卸载阀36失电开通卸载油路，b口应急卸载阀37得电关断卸载油路，泵电控卸荷模块34得电泵卸载，得到电位器传来的下降信号后，泵电控卸荷模块34失电关闭泵卸载阀，上升停止信号消失后a口应急卸载阀36得电关闭卸载油路。
得到外部下降停止信号(开关量信号)后：a口应急卸载阀36得电关断卸载油路，b口应急卸载阀37失电开通卸载油路，泵电控卸荷模块34得电泵卸载，得到电位器传来的上升信号后，泵电控卸荷模块34失电关闭泵卸载阀，下降停止信号消失后b口应急卸载阀37得电关闭卸载油路。
得到上升或下降的停止信号后泵上的卸载阀和换向阀上的卸载阀同时打开(任意卸载阀都能对停止起效)，减小了停止控制出错的风险。
触发最终停止开关后，控制系统将切断泵站供电电源，停机排除故障。
其他控制：
进一步，设置温度传感器，当温度高于一定值时，启动散热系统，降低油液温度，当温度低于一定值时，启动加热系统，提高油液温度。
进一步，在油缸有杆腔端设置蓄能器，由于蓄能器建压需要一定时间，
延缓了动臂下降时的反应速度，更加安全。
进一步，增加底部积油盘，当泄漏量达到一定容积时触发积油盘上的液位传感器，通过PLC控制泵站停机检修。

Claims (10)

1.一种塔机动臂升降变幅控制系统，包括主油泵(7)、换向阀组(9)、执行机构；其特征在于：
所述主油泵(7)一端与油箱(13)连接，另一端与换向阀组(9)连接以驱动执行机构；
所述换向阀组(9)与执行机构连接，执行机构与塔机的动臂连接；
所述执行机构包括变幅油缸(30)和操纵杆；
所述换向阀组(9)包括泵电控卸荷模块(34)、a口应急卸载阀(36)、b口急卸载阀(37)、比例换向阀(38)；
所述比例换向阀(38)的a口和b口一端分别与变幅油缸(30)连接，另一端分别与a口应急卸载阀(36)和b口急卸载阀(37)连接，所述泵电控卸荷模块(34)与主油泵(7)连接。
2.如权利要求1所述的塔机动臂升降变幅控制系统，其特征在于：所述主油泵(7)和泵电控卸荷模块(34)之间还连接有泵恒功率模块(32)和泵限压模块(33)。
3.如权利要求1所述的塔机动臂升降变幅控制系统，其特征在于：所述a口应急卸载阀(36)和b口急卸载阀(37)还分别并联有定差减压阀(25)和溢流阀a(26)。
4.如权利要求1所述的塔机动臂升降变幅控制系统，其特征在于：所述主油泵(7)和换向阀组(9)之间还安装有安全阀(24),安全阀(24)进口与主油泵(7)连接，出口分别与a口应急卸载阀(36)和b口急卸载阀(37)连接。
5.如权利要求1所述的塔机动臂升降变幅控制系统，其特征在于：所述比例换向阀(38)的a口和b口与变幅油缸(30)之间还分别安装有无杆腔平衡阀(29)和有杆腔平衡阀(28)。
6.如权利要求5所述的塔机动臂升降变幅控制系统，其特征在于：比例换向阀(38)的a口和b口与变幅油缸(30)的连接油路上还安装有蓄能器(8)。
7.如权利要求1所述的塔机动臂升降变幅控制系统，其特征在于：油箱(13)上还设置有冷却油路，冷却油路上依次安装有冷却系统电机(18)、冷却器电机(5)、冷却器(4)、冷却系统回油滤(17)。
8.如权利要求1所述的塔机动臂升降变幅控制系统，其特征在于：所述油箱(13)上还安装有液位液温计(21)、温度传感器(22)、积油盘液位传感器(23)。
9.如权利要求1所述的塔机动臂升降变幅控制系统，其特征在于：所述变幅油缸(30)上安装有位移传感器。
10.如权利要求1所述的塔机动臂升降变幅控制系统，其特征在于：所述操作杆上安装有电位器。
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