CN203602272U - 一种起重机及其吊臂变幅控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种起重机的其吊臂变幅控制系统，该系统包括主换向阀和变幅油缸，所述主换向阀的第一油口、第二油口分别与所述变幅油缸的有杆腔、无杆腔连通；还包括负载小于预设值时不发生溢流、负载大于所述预设值时发生溢流的溢流阀组，所述溢流阀组连接于变幅下落时的供油路上。这种结构的吊臂变幅控制系统整合了现有技术中动力变幅控制和重力变幅控制的优点，通过对溢流阀组的控制，能够在轻载时增大供油路的油压、实现高效下落，在重载时卸载供油路的油压、实现稳定下降。本实用新型还提供一种包括上述吊臂变幅控制系统的起重机，具有相同的技术效果。

Description

一种起重机及其吊臂变幅控制系统

技术领域

本实用新型涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种起重机及其吊臂变幅控制系统。

背景技术

起重机上车主要功能包括回转、上升、伸缩、变幅等动作，起重机的变幅是指吊臂在油缸的带动作用下绕转台后铰点轴旋转，做变幅上升和变幅下落动作，从而实现吊臂角度的变化。

变幅油缸的伸缩是由液压系统控制来实现的，变幅控制系统主要包括主换向阀、平衡阀和变幅油缸，主换向阀用于控制油缸的进油和回油，平衡阀用于控制变幅下落速度、并在静止时保持负载，变幅油缸利用其伸缩带动吊臂上升或下落。

现有技术中，吊臂变幅控制系统有动力下落变幅控制系统和重力下落变幅控制系统：

第一种，如图1所示，该图为现有技术中的动力下落变幅控制系统的液压原理图。

当做变幅下落动作时，主换向阀1′的阀芯在外控油源的控制下向左移动切换至右位，主换向阀1′的供油口P连接至变幅油缸2′的有杆腔，回油口T连接至平衡阀3′，有杆腔内压力在泵的作用下不断升高。平衡阀3′控制口直接通过管路连接至有杆腔，当有杆腔压力值升高到能够推动平衡阀3′换向时，油缸做下落动作，直至有杆腔压力、平衡阀3′开口大小、无杆腔回油流量三者处于平衡时，实现稳定下落。

这种控制方式能够自适应外部负载，根据负载的变化自动调整平衡阀3′开口大小，使变幅下落速度稳定在一定范围之内。但该控制方式对负载变化反应敏感，对于平衡阀3′元件可靠性、响应特性及与系统之间的匹配性能要求较高，任何小的偏差都有可能造成变幅下落控制性能不稳定，导致变幅下落抖动。

第二种，如图2所示，该图为现有技术中的重力下落变幅控制系统的液压原理图。

当做变幅下落动作时，主换向阀1′的阀芯在外控油源的控制下向左移动切换至右位，主换向阀1′的供油口P封死，变幅油缸2′的无杆腔、有杆腔均连接至回油口T；外控先导油源直接连接至平衡阀3′控制口，外控先导油源的压力由手柄开口大小决定，外控先导油源压力大小决定平衡阀3′开口大小，即决定了变幅下落速度的大小。当平衡阀3′打开后，吊臂在自身重力及重物的重力作用下做变幅下落动作。

这种控制方式由于采用稳定的外部油源来控制平衡阀3′开口大小，可以有效的避免外部负载变化引起的阀芯开口大小的变化，保证下落过程平顺性。但由于平衡阀3′开口大小只与控制油源压力有关，当控制油源压力一定时，变幅下落速度由变幅缸无杆腔中的压力决定，因此吊臂角度、重物重量大小对变幅下落速度有很大影响。同时在空载变幅下落的时候由于吊臂自身所产生的压力较小，变幅速度较慢，对于高效率的装卸工况适用性不强。

有鉴于此，亟待针对上述技术问题，对现有技术中的能量分配装置做进一步优化设计，既保证变幅下落时的可靠性，又能提高变幅速度和工作效率。

实用新型内容

本实用新型的目的为提供一种起重机及其吊臂变幅控制系统，该系统既能够保证变幅下落时的稳定性和可靠性，又能够提高变幅下落的速度，提高工作效率。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种起重机的吊臂变幅控制系统，包括主换向阀和变幅油缸；所述主换向阀的第一油口、第二油口分别与所述变幅油缸的有杆腔、无杆腔连通；还包括负载小于预设值时不发生溢流、负载大于所述预设值时发生溢流的溢流阀组，所述溢流阀组连接于变幅下落时的供油路上。

优选地，所述溢流阀组包括溢流阀和开关阀，所述溢流阀的第一控制油口与所述变幅下落时的供油路连通、第二控制油口与所述开关阀的第一油口连通，所述开关阀的第二油口与外控油源连通；所述开关阀的第一油口和第二油口在负载小于所述预设值时断开，在负载大于所述预设值时连通。

采用这种结构，在变幅下落过程中，将主换向阀切换至右位，以使主换向阀的供油口经第一油口向变幅油缸的有杆腔供油，变幅油缸的无杆腔经第二油口与回油口T连通。

当变幅油缸的负载小于预设值，即处于轻载工况下，由于开关阀的第一油口和第二油口断开，因此，溢流阀的第二油口被封死，此时溢流阀未打开、不发生溢流，变幅油缸的有杆腔在泵的作用下产生一定的压力，该压力逐渐增大、作用到无杆腔之后，会加快变幅下落的速度，因此能够实现在轻载时变幅快速下降。

当变幅油缸的负载大于预设值时，即变幅油缸处于重载工况下，由于开关阀的第一油口和第二油口连通，因此溢流阀的第一控制油口和第二控制油口存在一定的压力差，随着变幅油缸的有杆腔的压力逐渐增大，当溢流阀的第一控制油口和第二控制油口的压力差值大于该溢流阀设定的开启压力时，溢流阀发生溢流，变幅油缸的有杆腔无压力，此时吊臂开始仅依靠其自身重力和重物重量平稳下降。

由此可见，上述结构的吊臂变幅控制系统整合了现有技术中动力变幅控制和重力变幅控制的优点，通过对溢流阀组的控制，在轻载时实现了高效下落，重载时实现了稳定下降。

优选地，所述开关阀为两位两通换向阀，处于第一工作位置时，其第一油口与第二油口连通；处于第二工作位置时，其第一油口与第二油口断开。

优选地，所述溢流阀组为电比例溢流阀。

优选地，所述主换向阀为三位四通换向阀，处于第一位置时，其供油口与第一油口连通，其回油口与第二油口连通；处于第二位置时，其供油口与第一油口、第二油口均断开；处于第三位置时，其供油口与第二油口连通，其回油口与第一油口连通。

优选地，所述控制系统的变幅下落的回油路上连接有平衡阀，所述平衡阀的控制油口与外控油源连通。

本实用新型还提供一种起重机，包括吊臂和与所述吊臂连接的吊臂变幅控制系统；所述吊臂变幅控制系统采用如上所述的结构。

由于上述变幅控制系统具有如上所述的技术效果，因此，包括上述吊臂变幅控制系统的起重机也应当具有相同的技术效果，在此不再赘述。

附图说明

图1为现有技术中的动力下落变幅控制系统的液压原理图；

图2为现有技术中的重力下落变幅控制系统的液压原理图；

图3为本实用新型所提供变幅控制系统的一种具体实施方式的结构示意图。

其中，图1和图2中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

主换向阀1′；变幅油缸2′；平衡阀3′；

图3中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

主换向阀1；变幅油缸2；平衡阀3；溢流阀组4；溢流阀41；开关阀42。

具体实施方式

本实用新型的核心为提供一种起重机及其吊臂变幅控制系统，通过在变幅下落的供油路上连接溢流阀组，实现轻载不溢流、重载溢流，从而达到轻载时加快下落速度、重载稳定下落的效果。

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图3，图3为本实用新型所提供变幅控制系统的一种具体实施方式的结构示意图。

在一种具体实施方式中，如图3所示，本实用新型提供一种起重机的吊臂变幅控制系统，包括主换向阀1和变幅油缸2。主换向阀1的第一油口A、第二油口B分别与变幅油缸2的有杆腔、无杆腔连通。该吊臂变幅控制系统还包括负载小于预设值时不发生溢流、负载大于预设值时发生溢流的溢流阀组4，溢流阀组4连接于变幅下落时的供油路上。

具体的方案中，上述溢流阀组4可以包括溢流阀41和开关阀42，溢流阀41的第一控制油口与变幅下落时的供油路连通、第二控制油口与开关阀42的第一油口连通，开关阀42的第二油口与外控油源连通；开关阀42的第一油口和第二油口在负载小于预设值时断开，在负载大于预设值时连通。

采用这种结构，在变幅下落过程中，如图3所示，将主换向阀1切换至右位，以使主换向阀1的供油口P经第一油口A向变幅油缸2的有杆腔供油，变幅油缸2的无杆腔经第二油口B与回油口T连通。

当变幅油缸2的负载小于预设值，即处于轻载工况下，由于开关阀42的第一油口和第二油口断开，因此，溢流阀41的第二油口被封死，此时溢流阀41未打开、不发生溢流，变幅油缸2的有杆腔在泵的作用下产生一定的压力，该压力逐渐增大、作用到无杆腔之后，会加快变幅下落的速度，因此能够实现在轻载时变幅快速下降。

当变幅油缸2的负载大于预设值时，即变幅油缸2处于重载工况下，由于开关阀42的第一油口和第二油口连通，因此溢流阀41的第一控制油口和第二控制油口存在一定的压力差，随着变幅油缸2的有杆腔的压力逐渐增大，当溢流阀41的第一控制油口和第二控制油口的压力差值大于该溢流阀41设定的开启压力时，溢流阀41发生溢流，变幅油缸2的有杆腔无压力，此时吊臂开始仅依靠其自身重力和重物重量平稳下降。

由此可见，上述结构的吊臂变幅控制系统整合了现有技术中动力变幅控制和重力变幅控制的优点，通过对溢流阀组4的控制，在轻载时实现了高效下落，重载时实现了稳定下降。

更具体的方案中，上述开关阀42可以为两位两通换向阀，处于第一工作位置时，其第一油口与第二油口连通；处于第二工作位置时，其第一油口与第二油口断开。

这样，能够通过工作位置的切换，简单、方便地实现开关阀42的两个油口的连通或断开，进而实现对溢流阀41的溢流动作的控制。当然，上述开关阀42并不仅限两位两通换向阀，还可以采用其他结构的换向阀。

上述两位两通换向阀可以采用电磁阀，通过电磁铁的的得电或失电实现两位工作位置的切换，当然，该两位两通换向阀也可以采用液控阀。

可以想到，上述溢流阀组4并不仅限于开关阀42和溢流阀41的组合，在另一种具体实施方式中，上述溢流阀组4还可以为电比例溢流阀。

采用这种结构，可以通过电流精确控制电比例溢流阀41的开口大小。当变幅油缸2轻载时保持电比例溢流阀41的开口为零，以使有杆腔的压力逐渐增大，实现快速变幅下落；当变幅油缸2重载时将电比例溢流阀41的开口调整为最大，以使有杆腔的压力为零，实现吊臂在其自身重力和重物重量作用下平稳下降。更为重要的是，电比例溢流阀41能够对其开口大小进行无极调节，进而对变幅油缸2的有杆腔的压力进行无极调节，因此能够更加精确地控制吊臂下降的速度，保证吊臂下降的可靠性和稳定性。

在另一种具体实施方式中，如图3所示，上述主换向阀1可以为三位四通换向阀，处于第一位置时，其供油口与第一油口连通，其回油口与第二油口连通；处于第二位置时，其供油口与第一油口、第二油口均断开；处于第三位置时，其供油口与第二油口连通，其回油口与第一油口连通。

采用这种结构，当控制阀处于第二位置时，变幅控制系统处于非工作状态。当控制阀处于第一位置时，油源提供的油液经供油口P、第一出油口A和液压管路充入油缸2的有杆腔，驱动油缸2的活塞杆向无杆腔移动，无杆腔内油液经液压管路、第二出油口B和回油口T流回油箱，实现吊臂的变幅下落。当控制阀处于第三位置时，油源提供的油液经供油口P、第二出油口B和液压管路充入油缸2的无杆腔，驱动油缸2的活塞杆向有杆腔移动，有杆腔内油液经液压管路、第一出油口A和回油口T流回油箱，实现吊臂的变幅上升。

由此可见，采用上述三位四通换向阀作为主换向阀1，能够实现两个油缸2不同方向的运动，进而实现固定副臂的上升或下落。当然，上述控制阀并不仅限上述三位四通换向阀，还可以为其他结构。

在另一种具体实施方式中，上述控制系统的变幅下落的回油路上连接有平衡阀3，该平衡阀3的控制油口与外控油源连通。

采用这种结构，在变幅下落过程中，控制外控油源以使平衡阀3打开，变幅油缸2的无杆腔的液压油能够通过平衡阀3实现稳定回流。通过控制平衡阀3的开口大小能够控制变幅下落速度、并且可以在静止时保持负载。

本实用新型还提供一种起重机，包括吊臂和与所述吊臂连接的吊臂变幅控制系统；所述吊臂变幅控制系统采用如上所述的结构。

由于上述吊臂变幅控制系统具有如上所述的技术效果，因此，包括该吊臂变幅控制系统的起重机也应当具有相同的技术效果，在此不再赘述。

以上对本实用新型所提供的一种起重机及其吊臂变幅控制系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种起重机的吊臂变幅控制系统，包括主换向阀（1）和变幅油缸（2）；所述主换向阀（1）的第一油口、第二油口分别与所述变幅油缸（2）的有杆腔、无杆腔连通；其特征在于，还包括负载小于预设值时不发生溢流、负载大于所述预设值时发生溢流的溢流阀组（4），所述溢流阀组（4）连接于变幅下落时的供油路上。 

2.根据权利要求1所述的起重机的吊臂变幅控制系统，其特征在于，所述溢流阀组（4）包括溢流阀（41）和开关阀（42），所述溢流阀（41）的第一控制油口与所述变幅下落时的供油路连通、第二控制油口与所述开关阀（42）的第一油口连通，所述开关阀（42）的第二油口与外控油源连通；所述开关阀（42）的第一油口和第二油口在负载小于所述预设值时断开，在负载大于所述预设值时连通。 

3.根据权利要求2所述的起重机的吊臂变幅控制系统，其特征在于，所述开关阀（42）为两位两通换向阀，处于第一工作位置时，其第一油口与第二油口连通；处于第二工作位置时，其第一油口与第二油口断开。 

4.根据权利要求1所述的起重机的吊臂变幅控制系统，其特征在于，所述溢流阀组（4）为电比例溢流阀。 

5.根据权利要求1-4任一项所述的起重机的吊臂变幅控制系统，其特征在于，所述主换向阀（1）为三位四通换向阀， 

处于第一位置时，其供油口与第一油口连通，其回油口与第二油口连通； 

处于第二位置时，其供油口与第一油口、第二油口均断开； 

处于第三位置时，其供油口与第二油口连通，其回油口与第一油口连通。 

6.根据权利要求1-4任一项所述的起重机的吊臂变幅控制系统，其特征在于，所述控制系统的变幅下落的回油路上连接有平衡阀（3），所述平衡阀（3）的控制油口与外控油源连通。 

7.一种起重机，包括吊臂和与所述吊臂连接的吊臂变幅控制系统；其特征在于，所述吊臂变幅控制系统采用如权利要求1-6任一项 所述的起重机的吊臂变幅控制系统。 

Images