CN204458596U - 履带起重机多功能液压控制装置 - Google Patents

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陈四彬
刘志坚
罗琰峰
季增连
殷冲
刘博�
魏文儒
王贞观
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本实用新型涉及一种适用于超大吨位履带起重机超起桅杆拆装及超起配重变幅控制的履带起重机多功能液压控制装置,由变幅控制装置和推送装置组成。推送装置包括推送油缸、推送油泵、压力传感器、油泵压力切换阀、电磁换向阀、平衡阀等。推送油缸下端铰点连接于主机平台,上铰点连接于变幅油缸缸筒。本实用新型用推送装置将变幅油缸同超起桅杆或超起配重变幅机构连接,通过操纵机构控制油缸的伸缩。整个装置为左右对称的两套系统。变幅控制装置的双油缸以固定架连接成一套动力机构,平均了压力的承受,选件方便、可靠;在两个油缸活塞杆之间安装了防旋转机构,避免未连接状态下进行伸缩动作时活塞杆不必要的转动。

Description

履带起重机多功能液压控制装置
[0001] 一、
技术领域
[0002] 本实用新型涉及履带起重机的液压控制装置,尤其是用于超大吨位履带起重机超起桅杆的辅助拆装及对超起配重变幅机构的控制的履带起重机多功能液压控制装置。
[0003] 二、
背景技术
[0004] 在普通大吨位履带起重机中要实现拆装桅杆、变幅超起配重两种功能,至少需要两种不同的机构分别控制,连接不便,操作复杂,工作效率低,更重要的是安全可靠性低。普通油缸变幅时负载的推力直接作用于油缸轴向,随着油缸的伸长,负载对油缸产生很大弯矩,有明显的挠度变形。据了解现有油缸如要承受太大的压力,在密封、油路、缸径等方面的设计很难实现,即使达到压力要求,也是价格昂贵,稳定性差。普通液压控制系统采用定流量系统驱动,无法达到节能效果。并且液压阀组为开关量控制,直接控制油缸动作,可实现分动,但是只能单独调整电磁阀的得失电,微动性较差。普通液压油缸没有压力检测和长度检测参与的控制,在油缸的伸出与回收过程中,两个液压油缸受力不均匀,系统无压力反馈以及位移反馈,导致两缸之间无法保证同步,配重倾斜,有很大的安全隐患。
[0005] 三、
发明内容
[0006] 本实用新型目的是提供一种履带起重机多功能液压控制装置,将拆装、变幅两功能合二为一,具备推力大、行程长、控制平稳安全、能够适应变负载条件,适用于超大吨位履带起重机超起桅杆安装与拆卸及超起配重变幅的控制。
[0007] 本实用新型采用的技术方案是:履带起重机多功能液压控制装置,具有变幅控制装置,变幅控制装置包括变幅油泵、变幅控制阀组、双向平衡阀和变幅油缸,变幅油泵出油口与变幅控制阀组进油口相连,变幅控制阀组的出油口与双向平衡阀的两个进油口相连,双向平衡阀的出油口直接与变幅油缸大小腔油口相连;本实用新型还包括推送装置,推送装置由推送油泵压力传感器、推送油泵、远程控制阀、电磁换向阀、平衡阀、推送油缸、推送控制阀组、溢流阀和背压补油阀组成,推送油缸下端铰点连接于主机平台,上铰点连接于变幅油缸缸筒。变幅控制装置还包括变幅油泵压力传感器和变幅油缸左压力传感器、变幅油缸右压力传感器,变幅油泵压力传感器与变幅油泵出油口相接,变幅油缸左压力传感器和变幅油缸右压力传感器分别与变幅油缸的大小腔连接。变幅油缸的提升或下放是由变幅控制阀组控制的,变幅油缸的速度是由变幅油泵通过改变泵的排量控制的。推送油缸由推送油泵提供压力油源,远程调压阀控制推送油泵压力等级,推送控制阀组控制油缸方向,电磁换向阀负责切换油缸工作浮动模式,推送油泵压力传感器实时监测系统工作压力,平衡阀控制油缸下降时的速度。当变幅油缸工作时,推送油缸切换至浮动状态,进行无压力伸缩动作,随变幅油缸一起动作。
[0008] 本实用新型用推送装置将变幅油缸同超起桅杆或超起配重变幅机构连接,通过操纵机构控制油缸的伸缩。整个装置为左右对称的两套系统,双油缸以固定架连接成一套动力机构,平均了压力的承受,选件方便、可靠;在两个油缸活塞杆之间安装了防旋转机构,避免未连接状态下进行伸缩动作时活塞杆不必要的转动。在变幅油缸内装有瓷质位置传感器,油缸活塞杆同超起桅杆或超起配重变幅机构未连接时的伸出和收回过程,利用两油缸活塞杆之间的连接防转机构防止活塞杆的旋转。进行超起桅杆升降操作时,两套机构控制两个油缸同时顶起,油缸同桅杆形成一个刚性连接结构。通过检测油缸自身的瓷质位置传感器,采集两个同步油缸的位移量信号,经过运算后将控制信号输入至泵的电比例控制阀,调整各自泵的输出流量,达到两油缸同步的功能。放下超起桅杆时,同步功能同样启动,由于下放桅杆属于变负载控制过程,且桅杆下铰点、变幅油缸下铰点和桅杆变幅油缸连接铰点组成一个三角型结构,需要对油缸收回速度进行运算和控制,以达到超起桅杆能够以负加速度下放,同时利用油缸平衡阀防止负载失速下降的可能。
[0009] 变幅油缸进行超起配重变幅机构的操作时,同样在伸出和收回的过程中采用同步控制,保证机构速度和受力的均衡。根据配重变幅机构的结构特点,油缸从最短行程到最大行程的受力可近似成一条正弦曲线,交替受拉力和压力,为确保油缸全程动作平稳可控,采用双向负载保持用平衡阀。同时还要保证配重变幅机构在全程的运动速度保持匀速,需要实时监测配重变幅机构工作半径,同油缸位移传感器一同输入控制器参与计算,最终保证油缸的运动速度随配重机构的工作半径实时调整,使配重变幅机构保持匀速调整。
[0010] 四、
附图说明
[0011] 图1为变幅控制装置液压原理图;
[0012] 图2为推送装置液压原理图;
[0013] 图3为变幅及推送油缸的安装结构示意图;
[0014] 图4为超起梳杆控制不意图;
[0015] 图5为超起配重装置控制示意图;
[0016] 图6为变幅油缸结构示意图。
[0017] 五、
具体实施方式
[0018] 履带起重机多功能液压控制装置包括变幅控制装置和推送装置。其中变幅控制装置由变幅油泵1、变幅油泵压力传感器2、变幅控制阀组3、双向平衡阀4、变幅油缸左压力传感器5、变幅油缸右压力传感器6和变幅油缸7组成,变幅油泵I出油口与变幅控制阀组3进油口相连,变幅油泵压力传感器2与变幅油泵I出油口相接,变幅控制阀组3的出油口与双向平衡阀4的两个进油口相连,双向平衡阀4的出油口直接与变幅油缸7大小腔油口相连。变幅油缸左压力传感器5和变幅油缸右压力传感器6分别与变幅油缸7的大小腔连接。推送装置由推送油泵压力传感器8、推送油泵9、远程控制阀10、三位四通电磁换向阀
11、平衡阀12、推送油缸13、推送控制阀组14、溢流阀15和背压补油阀16组成,推送油泵9的出油口与推送控制阀组14进油口相连,同时与电磁换向阀11的进油口相连。推送控制阀组14的两个出油口分别与平衡阀12和推送油缸13的小腔相连,平衡阀12直接与推送油缸13大腔相连。推送油缸13下铰点安装于主机平台17上,上铰点安装于变幅油缸7缸筒上。推送油缸13为二级双作用油缸,保证在有限的安装距离内实现最大的工作行程。推送油泵9为具有远程压力控制功能的变量柱塞泵,最大工作压力350bar,排量为95ml/r,此泵具有两级控制压力,一级为20bar,二级为300bar。1#两位三通阀9.1为FR流量控制阀,弹簧设定压力为20bar,当系统压力达到弹簧设定压力后,阀换向,泵摆角变小,从而控制泵输出流量。2#两位三通阀9.2为DR压力控制阀,弹簧设定压力为300bar,当系统压力达到弹簧设定压力值后,阀换向,泵摆角变到最小,使泵输出最小流量,保证系统压力。推送油泵压力传感器8检测油泵工作压力输入控制器。远程调压阀10为两位两通电磁阀,失电时,油泵为一级低压工作状态,得电时,油泵为二级高压工作状态。推送控制阀组14控制推送油缸13的伸出与缩回。电磁换向阀11在推送油缸13浮动作业时控制油缸的进回油。平衡阀12对推动油缸13具有保持作用。背压补油阀16具有回油与补油作用。
[0019] 变幅油泵I为带压力切断功能的电比例控制变量柱塞泵,最高工作压力为350bar,排量为95ml/r。比例电磁阀1.1无级控制泵的摆角。当系统工作压力达到压力切断阀1.2弹簧设定值后,阀换向,泵摆角变为最小,输出最小流量,保证系统压力。变幅控制阀组3为三位四通电磁阀,控制变幅油缸7的伸出与缩回。双向平衡阀4对变幅油缸7大小腔具有保持作用。变幅油缸7为双作用油缸,在油缸内装有瓷质位置传感器20,时时检测双缸的运动位移量,控制双缸的完全同步。
[0020] 推送装置具有两个功能,一个为将变幅油缸7顶升与下降,一个为随变幅油缸7浮动。当进行变幅油缸7顶升,即推送油缸13伸出动作时,首先,选择推送油缸伸出按钮,控制器输出信号,远程调压阀10即电磁阀Y7得电,同时推送控制阀组14的电磁阀Yll得电,Y7得电后,推动推送油泵9输出高压油,推送控制阀组14换向后,压力油经平衡阀12进入推送油缸13大腔。限压阀15起限制系统压力的作用。
[0021] 当进行变幅油缸7下降,即推送油缸13缩回动作时,选择推送油缸缩回按钮,控制器输出信号,远程调压阀10即电磁阀Y7和推送控制阀组14的电磁阀YlO得电,Y7得电后,推动推送油泵9输出高压油,压力油经推送控制阀组14换向后,进入推送油缸13小腔,同时,打开大腔侧平衡阀12,大腔液压油经推送控制阀组14和背压补油阀16回油箱。限压阀15限制系统压力。
[0022] 当推送油缸13随变幅油缸7随动时,远程调压阀10的电磁阀Y7失电,推送油泵9处于低压工作状态,最高输出压力为20bar,此20bar的压力对推送油缸13进行补油。随动功能分为变幅升随动和变幅降随动。变幅升随动时,通过检测变幅油缸瓷质位置传感器20,控制器判断变幅油缸伸出动作,输出控制信号,控制三位四通换向阀11的电磁阀Y9得电,压力油经过三位四通换向阀11直接进入推送油缸13的大腔,大腔内始终保持20bar的压力,当推送油缸13随变幅油缸7 —起随动时,此20bar压力对推动油缸13进行补油。同理,当进行变幅降动作时,通过检测变幅油缸瓷质位置传感器,控制器判断变幅油缸缩回动作,输出控制信号,控制三位四通换向阀11的电磁阀Y8得电,此时,推送油缸13形成差动连接,大腔与小腔连通后,经过控制阀组14的中位回油,液压油经过背压补油阀16返回油箱,背压补油阀16可以有效防止油缸吸空。在进行系统流量匹配时,经过几何计算,控制器通过控制变幅油泵I的摆角,控制变幅油缸7的变幅速度,保证与推送油缸13的速度始终匹配,进入推送油缸13的流量始终大于推送油缸13运动速度所需要的流量。
[0023] 变幅控制装置也具有两个功能,一个为控制超起桅杆19的起升与下放,另一个为控制配重支架18的起升与下放。
[0024] 在超起桅杆拆装车模式下,当对超起桅杆19进行组装时(在机组装时需要将超起桅杆升起),需要用安装在超起桅杆19上的动力销油缸将变幅油缸7与超起桅杆19连接。连接完成后,变幅油缸7动作,将超起桅杆19顶起,此时,推送油缸13随动。具体过程为:选取超起桅杆安装按钮,推动操作装置输出信号给控制器,控制器输出PWM信号给变幅油泵I比例电磁阀Yl,泵输出高压油,变幅控制阀组3的电磁阀Y2同时得电,压力油经过双向平衡阀4进入变幅油缸7大腔,同时打开小腔侧平衡阀,小腔压力油回油,变幅油缸7伸出。双向平衡阀4可以使超起桅杆19保持在任意位置。
[0025] 当对超起桅杆19进行拆卸时,需要将变幅油缸7缩回。选取超起桅杆拆卸按钮,推动操作装置输出信号给控制器,控制器输出PWM信号给变幅油泵I的比例电磁阀Y1,泵输出高压油,同时变幅控制阀组3的电磁阀Y3得电,压力油经过双向平衡阀4进入变幅油缸7小腔,同时打开大腔侧平衡阀,大腔压力油回油,变幅油缸7缩回。双向平衡阀4具有负载保持作用,可有效防止变幅油缸下放时失速。在变幅油缸7起升与下放过程当中,控制器时刻采集变幅油泵压力传感器2和变幅油缸左压力传感器5、变幅油缸右压力传感器6的数值与超起桅杆的角度,经过处理计算,控制变幅油泵I摆角,从而控制变幅油缸的速度,保证超起桅杆匀速起升与下放,同时达到同步的效果。
[0026] 当进行超起配重组装时,选取超起配重组装模式,首先,选择推送油缸伸出按钮,远程调压阀10的电磁阀Y7和推送控制阀组14的电磁阀Yll同时得电,推送泵9输出高压油,通过单向平衡阀12进入推送油缸13大腔,推送油缸13将变幅油缸推送到一定角度后停止。选择变幅油缸动作开关,推动操纵装置,变幅油缸伸出与配重支架18连接需要的长度(程序内设定),收缩推送油缸,使变幅油缸绞点与配重支架连接点重合,配重支架上的动力销油缸将变幅油缸与配重支架连接。变幅油缸与配重支架连接完成之后,通过变幅油缸的伸缩控制超起配重的工作半径。此时,推送油缸随动。
[0027] 利用变幅油缸7进行操控超起配重变幅装置,根据折叠式超起配重变幅装置的结构特点,变幅油缸7在完成一个伸出和收回的全工作行程,油缸的受力情况可以看成是一个正弦曲线,因此油缸采用双向平衡阀4使油缸外负载无论在受压还是受拉的情况下都能保持自身的运行速度。根据该结构形式,为使超起配重平移保持匀速,将超起配重的位移同变幅油缸7运动轨迹建立一个函数关系,油缸内部的瓷质位置传感器将位移输入控制器,经运算后将对应的PWM控制信号接入变幅油泵I比例电磁阀Y1,实现超起配重匀速平移。因变幅机构也为两套独立系统,两个变幅油缸7运动过程中会有一定的速度差,可以通过瓷质位置传感器的信号差值经过控制器进行对比及矫正,通过降低速度低的油泵排量,即降低比例电磁阀控制电流,实现油缸动作的同步。

Claims (5)

1.一种履带起重机多功能液压控制装置,具有变幅控制装置,变幅控制装置包括变幅油泵(I )、变幅控制阀组(3)、双向平衡阀(4)和变幅油缸(7),变幅油泵(I)出油口与变幅控制阀组(3)进油口相连,变幅控制阀组(3)的出油口与双向平衡阀(4)的两个进油口相连,双向平衡阀(4)的出油口直接与变幅油缸(7)大小腔油口相连;其特征是:本实用新型还包括推送装置,推送装置由推送油泵压力传感器(8)、推送油泵(9)、远程控制阀(10)、电磁换向阀(11)、平衡阀(12)、推送油缸(13)、推送控制阀组(14)、溢流阀(15)和背压补油阀(16)组成,推送油缸(13)下端铰点连接于主机平台(17),上铰点连接于变幅油缸(7)缸筒。
2.根据权利要求1所述的履带起重机多功能液压控制装置,其特征是:变幅控制装置还包括变幅油泵压力传感器(2)和变幅油缸左压力传感器(5)、变幅油缸右压力传感器(6),变幅油泵压力传感器(2)与变幅油泵(I)出油口相接,变幅油缸左压力传感器(5)和变幅油缸右压力传感器(6)分别与变幅油缸(7)的大小腔连接。
3.根据权利要求1所述的履带起重机多功能液压控制装置,其特征是:推送油泵(9)的出油口与推送控制阀组(14)进油口相连,同时与电磁换向阀(11)的进油口相连,推送控制阀组(14)的两个出油口分别与平衡阀(12)和推送油缸(13)的小腔相连,平衡阀(12)直接与推送油缸(13)大腔相连。
4.根据权利要求1所述的履带起重机多功能液压控制装置,其特征是:变幅油泵(I)为带压力切断功能的电比例控制变量柱塞泵,推送油泵(9)为具有远程压力控制功能的变量柱塞栗。
5.根据权利要求1所述的履带起重机多功能液压控制装置,其特征是:本实用新型整个装置为左右对称的两套系统,双油缸以固定架连接成一套动力机构;在两个油缸活塞杆之间安装了防旋转机构,在变幅油缸(7)内装有瓷质位置传感器(20)。
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