CN208087097U - 起重机的变幅液压系统和随车起重机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种起重机的变幅液压系统和随车起重机。变幅液压控制系统包括液压泵、变幅油缸、主阀和平衡阀。变幅油缸包括有杆腔和无杆腔。主阀设置于液压泵与变幅油缸之间且用于控制液压泵的压力油可选择地流向有杆腔或无杆腔。平衡阀设置于无杆腔与主阀之间。变幅油缸具有上升状态和下降状态，在上升状态，主阀控制液压泵的压力油流向无杆腔；在下降状态，主阀控制液压泵的压力油流向有杆腔而且无杆腔的油液通过平衡阀回油且平衡阀的阀口开度根据主阀的阀芯位移进行变化。本实用新型的变幅液压系统的平衡阀的阀口开度可以根据主阀的阀芯位移进行变化从而实现主阀和平衡阀的同步控制，进而改善臂架在下降过程中的抖动问题。

Description

起重机的变幅液压系统和随车起重机

技术领域

本实用新型涉及工程机械技术领域，特别涉及一种起重机的变幅液压系统和随车起重机。

背景技术

随车起重机是指安装在载货汽车底盘上，在一定范围内提升和搬运重物的多动作起重机械。随车起重机通过控制变幅油缸活塞的伸出和缩回动作来改变臂架的仰角大小，从而实现重物的提升和下降过程。

如图1所示，现有技术中的变幅液压系统包括液压泵1a、单向阀2a、主阀3a、平衡阀4a、变幅油缸5a、第一溢流阀7a和第二溢流阀6a。控制主阀3a位于左位以使变幅油缸5a的无杆腔进油进而实现臂架的上升动作；控制主阀3a处于右位以使变幅油缸5a的有杆腔进油进而实现臂架的下降动作。臂架在下降过程中，变幅油缸6a 承受负负载，平衡阀4a控制变幅油缸的下降速度，防止油缸超速下载造成危险。如图1示出的，平衡阀4a的阀口开度由变幅油缸的无杆腔压力、有杆腔压力和弹簧腔弹簧力共同控制，若平衡阀4a频繁开关，将造成臂架下降过程波动过大，稳定性差。因此现有技术中的平衡阀受负载压力及控制压力波动的影响，平衡阀阀芯易出现反复开关及调整的现象，造成臂架下降过程中抖动大，系统稳定性差的问题。

变幅油缸5a的有杆腔与油箱之间设置有第二溢流阀6a，该第二溢流阀在臂架下降过程中限制了有杆腔的最大压力，保护系统不会产生过大的瞬时高压。但是同时会造成较大溢流产生流量损失，降低系统工作效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种起重机的变幅液压系统和随车起重机，以改善臂架在下降过程中抖动较大的问题。

本实用新型第一方面提供一种起重机的变幅液压系统，包括：

液压泵；

变幅油缸，包括有杆腔和无杆腔；

主阀，设置于液压泵与变幅油缸之间且用于控制液压泵的压力油可选择地流向有杆腔或无杆腔；

平衡阀，设置于无杆腔与主阀之间；

变幅油缸具有上升状态和下降状态，在上升状态，主阀控制液压泵的压力油流向无杆腔；在下降状态，主阀控制液压泵的压力油流向有杆腔而且无杆腔的油液通过平衡阀回油且平衡阀的阀口开度根据主阀的阀芯位移进行变化。

进一步地，平衡阀具有用于控制其阀口开度的控制端，变幅液压系统还包括：

先导油源；

压力控制阀，设置于先导油源与控制端之间以控制控制端的压力；

压力控制阀根据主阀的阀芯位移控制控制端的压力以控制平衡阀的阀口开度。

进一步地，压力控制阀包括比例减压阀。

进一步地，比例减压阀包括电磁控制端，电磁控制端的电流大小与阀芯位移呈正比。

进一步地，变幅液压系统还包括控制器，控制器根据主阀的阀芯位移控制平衡阀的阀口开度。

进一步地，变幅液压系统还包括与控制器耦合且用于检测主阀的阀芯位移的位移传感器，位移传感器检测主阀的阀芯位移并将位移值发送至控制器，控制器根据位移值控制平衡阀的阀口开度。

进一步地，主阀包括与液压泵连接的进油口、与油箱连接的回油口、与无杆腔连接的第一工作油口和与有杆腔连接的第二工作油口，在第一工作位置，进油口与第一工作油口节流连通且回油口与第二工作油口连通；在第二工作位置，进油口与第二工作油口节流连通且回油口与第一工作油口连通，进油口与第一工作油口之间的节流面积和进油口与第二工作油口之间的节流面积不相等。

进一步地，进油口与第二工作油口之间为多级节流。

进一步地，主阀还包括用于与油箱连通的中位油口，在第一工作位置，中位油口截止；在第二工作位置，中位油口与进油口节流连通。

进一步地，变幅液压系统还包括设置于无杆腔与油箱之间的溢流阀。

本实用新型第二方面提供一种随车起重机，包括本实用新型第一方面任一项提供的起重机的变幅液压系统。

基于本实用新型提供的技术方案，起重机的变幅液压系统包括液压泵、变幅油缸、主阀和平衡阀。变幅油缸包括有杆腔和无杆腔。主阀设置于液压泵与变幅油缸之间且用于控制液压泵的压力油可选择地流向有杆腔或无杆腔。平衡阀设置于无杆腔与主阀之间。变幅油缸具有上升状态和下降状态，在上升状态，主阀控制液压泵的压力油流向无杆腔；在下降状态，主阀控制液压泵的压力油流向有杆腔而且无杆腔的油液通过平衡阀回油且平衡阀的阀口开度根据主阀的阀芯位移进行变化。本实用新型的变幅液压系统的平衡阀的阀口开度可以根据主阀的阀芯位移进行变化从而实现主阀和平衡阀的同步控制，进而改善臂架在下降过程中的抖动问题。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为现有技术的起重机的变幅液压系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的起重机的变幅液压系统的结构示意图；

图3和图4为图2中的主阀的阀芯的结构示意图。

各附图标记分别代表：

1a-液压泵；2a-单向阀；3a-主阀；4a-平衡阀；5a-变幅油缸；6a- 第二溢流阀；7a-第一溢流阀；1-液压泵；2-单向阀；3-位移传感器； 4-平衡阀；5-第二溢流阀；6-变幅油缸；7-比例减压阀；8-主阀；81- 阀芯；9-第一溢流阀。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

如图2所示，本实用新型实施例的起重机的变幅液压系统包括液压泵1、变幅油缸6、主阀8、平衡阀4和第一溢流阀9。变幅油缸6 包括有杆腔和无杆腔。主阀8设置于液压泵1与变幅油缸6之间且用于控制液压泵1的压力油可选择地流向有杆腔或无杆腔。平衡阀4 设置于无杆腔与主阀8之间。第一溢流阀9设置于液压泵1的泵出口与油箱之间以防止泵出口的压力油压力较大而起到保护系统的作用。

变幅油缸6具有上升状态和下降状态，在上升状态，主阀8控制液压泵1的压力油流向无杆腔；在下降状态，主阀8控制液压泵1 的压力油流向有杆腔而且无杆腔的油液通过平衡阀4回油且平衡阀4 的阀口开度根据主阀8的阀芯位移进行变化。

本实用新型实施例的变幅液压系统的平衡阀4的阀口开度可以根据主阀8的阀芯位移进行变化从而实现主阀8和平衡阀4的同步控制，使得平衡阀的开启和关闭不受变幅油缸的有杆腔压力波动的影响，避免平衡阀的频繁开启，进而改善臂架在下降过程中的抖动问题。而且主阀和平衡阀同步控制使得直接操作主阀手柄就可对变幅油缸的下降速度进行控制，因此操作简单。另外，主阀和平衡阀的同步控制使得主阀在回到中位的同时平衡阀关闭，此时变幅油缸的有杆腔和无杆腔内基本无高压油，从而消除变幅油缸内存在高压油而出现的反弹现象。

本实施例的变幅液压系统还包括控制器。控制器根据主阀8的阀芯位移控制平衡阀4的阀口开度。本实施例通过在变幅液压系统中设置控制器以实现对平衡阀4的阀口开度的自动而精确的控制，进而实现对臂架下降速度的精确控制。

如图2所示，本实施例的变幅液压系统还包括与控制器耦合且用于检测主阀的阀芯位移的位移传感器3。位移传感器3检测主阀8的阀芯位移并将位移值发送至控制器，控制器根据位移值控制平衡阀的阀口开度。

平衡阀4具有用于控制其阀口开度的控制端。变幅液压系统还包括先导油源Q和设置于先导油源Q与控制端之间以控制控制端的压力的压力控制阀。压力控制阀根据主阀8的阀芯位移控制控制端的压力以控制平衡阀的阀口开度。本实施例的平衡阀的阀芯的移动由先导油源以及压力控制阀来控制，与现有技术相比，平衡阀的阀芯的移动受负载压力变化的影响较小，从而避免变幅油缸有杆腔的压力波动造成平衡阀的频繁开启和关闭，有效改善了臂架下降过程中的臂架振动问题。

具体在本实施例中，压力控制阀包括比例减压阀7。

在本实施例中，比例减压阀包括电磁控制端。电磁控制端的电流大小与阀芯位移呈正比。控制器在接收到位移传感器3发送的位移值后对比例减压阀7的电磁控制端的电流大小进行精确控制。

本实施例的主阀8包括与液压泵1连接的进油口P、与油箱连接的回油口、与无杆腔连接的第一工作油口A和与有杆腔连接的第二工作油口B。

在本实施例中，主阀8还包括第一进油口PA、第二进油口PB、第一回油口TA、第二回油口TB以及中位油口N。如图2所示，液压泵1的出油口直接与进油口P连接且通过单向阀2与第一进油口 PA和第二进油口PB连接。第一回油口TA、第二回油口TB以及中位油口N与油箱连接。

在主阀处于中位时，进油口P与中位油口N连通；第一工作油口A与第一回油口TA连通，第二工作油口B与第二回油口TB连通。在主阀处于左位时，进油口P、中位油口N、第一回油口TA以及第二回油口TB截止，第一进油口PA与第一工作油口A连通以向无杆腔供油，第二工作油口与第二回油口TB连通以实现回油。在主阀处于右位时，第一进油口PA和第二回油口TB截止。进油口P与中位油口N节流连通，第二进油口PB与第二工作油口B连通以向有杆腔供油。第一工作油口A与第一回油口TA连通以实现回油。

本实施例的主阀在处于右位时(也就是臂架下降时)，进油口P 与中位油口N之间节流连通，与现有技术中的在有杆腔设置溢流阀相比，避免了溢流损失，提高系统的工作效率。

优选地，如图3和图4所示，阀芯81上设置多个节流孔。多个节流孔包括第一节流孔811、第二节流孔812、第三节流孔813、第四节流孔814、第五节流孔815和第六节流孔816。其中，第二节流孔812、第三节流孔813、第四节流孔814以及第五节流孔815的具体结构如图中放大图所示。

在主阀8位于左位时，进油口与第一工作油口A通过第二节流孔812连通。在主阀9位于右位时，进油口与第二工作油口B通过第五节流孔815连通。如图3所示，第二节流孔812和第五节流孔 815的节流面积不同。因此在具体工程实践中，可以根据有杆腔和无杆腔所需的压力油的流量来控制相适应的流量。

具体在本实施例中，第五节流孔815的节流面积小于第二节流孔 812的节流面积。由于有杆腔的体积小于无杆腔的体积，因而主阀的第五节流孔815的节流面积较小可向有杆腔提供相适应的流量，避免有杆腔有多余流量进而避免溢流损失。而且，在主阀8处于右位时，进油口还通过第三节流孔813和第四节流孔814与中位油口N连通，因此即使有多余流量，多余流量也可以以相对较低的压力通过第三节流孔813和第四节流孔814流回油箱，有效降低系统的功率损失。

在本实施例中，第五节流孔815为多级节流孔。与一级节流孔相比，多级节流孔的设置提高主阀8控制的线性度和微动性。而且由于设置了多级节流因此减少了主阀的死区尺寸，增大节流孔的比例区尺寸，取消节流孔饱和区，提高主阀8的响应特性。

此处的饱和区指的是在主阀阀芯的位移继续增大时，通过主阀的流量在最大值保持不变。本实施例的主阀的阀芯设置为取消节流孔饱和区，从而提高主阀的响应特性。

如图2所示，本实施例的变幅液压系统还包括设置于无杆腔与油箱之间的第二溢流阀5。第二溢流阀5在无杆腔的压力超过设定值时发生溢流，有效降低变幅油缸的压力冲击。

下面根据图2至图4对本实施例的具体结构进行进一步的详细说明。

本实施例的起重机的变幅液压系统包括液压泵1、单向阀2、主阀8、位移传感器3、平衡阀4、第一溢流阀9、第二溢流阀5、变幅油缸6和比例减压阀7。液压泵1的出油口与主阀8的第一进油口P 连接，同时经过单向阀2与主阀8的第二进油口PA和第三进油口 PB连接。此外液压泵1的出油口还与第一溢流阀9连接。

主阀8的第一工作油口A通过平衡阀4与无杆腔连接，主阀8 的第二工作油口B与变幅油缸6的有杆腔连接。主阀8的中位油口N、第一排油口TA、第二排油口TB与油箱连通。主阀8的阀芯与位移传感器3连接。

平衡阀4的工作油口与变幅油缸6的无杆腔连接。先导油源经过比例减压阀7与平衡阀4的控制油口连接。

而且变幅油缸6的无杆腔与第二溢流阀5与油箱连接。

如图3所示，主阀8的阀芯具有以下节流孔：第一工作油口节流孔A和第二工作有B、中位油口节流孔N(A)和N(B)、回油油口节流孔TA和TB。

本实施例的起重机变幅液压系统的工作过程如下：

当主阀8的手柄无动作也就是说主阀8处于中位时，液压泵1 的出油口通过主阀8的中位油口N与油箱相通，此时，液压泵1处于卸荷状态，变幅油缸8的无杆腔和有杆腔均无压力油。同时位移传感器3的检测值为零(此处设定为：当主阀8位于中位时位移传感器的检测值为零位，当主阀8位于左位时位移传感器的检测值为负，当主阀8位于右位时位移传感器的检测值为正)，比例减压阀7的电磁铁失电，平衡阀4无控制油而处于关闭状态，变幅油缸6无动作。

当操作手柄使主阀8处于左位时，液压泵1的压力油经主阀8 的PA-A通道、平衡阀4的单向阀进入变幅油缸6的无杆腔，变幅油缸6伸出推动变幅机构起升，变幅油缸6的伸出速度与主阀8的阀芯位移呈正比。变幅油缸6有杆腔的油液经主阀8的B-TB通道回油箱。同时，位移传感器3的检测值为负，比例减压阀7电磁铁同样失电，平衡阀4无控制油处于关闭状态，在此过程中，若变幅油缸6的无杆腔压力出现较大的波动，少量油液经高压小流量的第二溢流阀5回油箱，吸收压力波动。

当操作手柄使主阀8处于右位时，液压泵1的压力油经主阀8 的PB-B通道进入变幅油缸6的有杆腔，变幅油缸6无杆腔的油液经平衡阀4、主阀8的A-TA通道回油箱。此时，位移传感器3的检测值为正，比例减压阀7的电磁铁得电，且控制电流的大小与位移传感器的检测值大小成正比，即比例减压阀7的出口压力与主阀8阀芯的开度大小呈正比，比例减压阀7的出口压力控制平衡阀4的开口大小，从而调节变幅油缸7的缩回速度。同样，在此过程中，若变幅油缸6 的无杆腔的压力出现较大的波动，少量油液经高压小流量的溢流阀5 回油箱，此外，主阀8的阀芯处于右位最大行程时，P-N通道采用节流形式，系统多余的流量以相对较低的压力从中位通道流走从而避免溢流损失。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (11)

1.一种起重机的变幅液压系统，其特征在于，包括：

液压泵；

变幅油缸，包括有杆腔和无杆腔；

主阀，设置于所述液压泵与所述变幅油缸之间且用于控制所述液压泵的压力油可选择地流向所述有杆腔或所述无杆腔；

平衡阀，设置于所述无杆腔与所述主阀之间；

所述变幅油缸具有上升状态和下降状态，在所述上升状态，所述主阀控制所述液压泵的压力油流向所述无杆腔；在所述下降状态，所述主阀控制所述液压泵的压力油流向所述有杆腔而且所述无杆腔的油液通过所述平衡阀回油且所述平衡阀的阀口开度根据所述主阀的阀芯位移进行变化。

2.根据权利要求1所述的起重机的变幅液压系统，其特征在于，所述平衡阀具有用于控制其阀口开度的控制端，所述变幅液压系统还包括：

先导油源；

压力控制阀，设置于所述先导油源与所述控制端之间以控制所述控制端的压力；

所述压力控制阀根据所述主阀的阀芯位移控制所述控制端的压力以控制所述平衡阀的阀口开度。

3.根据权利要求2所述的起重机的变幅液压系统，其特征在于，所述压力控制阀包括比例减压阀。

4.根据权利要求3所述的起重机的变幅液压系统，其特征在于，所述比例减压阀包括电磁控制端，所述电磁控制端的电流大小与所述阀芯位移呈正比。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的起重机的变幅液压系统，其特征在于，所述变幅液压系统还包括控制器，所述控制器根据所述主阀的阀芯位移控制所述平衡阀的阀口开度。

6.根据权利要求5所述的起重机的变幅液压系统，其特征在于，所述变幅液压系统还包括与所述控制器耦合且用于检测所述主阀的阀芯位移的位移传感器，所述位移传感器检测所述主阀的阀芯位移并将位移值发送至所述控制器，所述控制器根据所述位移值控制所述平衡阀的阀口开度。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的起重机的变幅液压系统，其特征在于，所述主阀包括与所述液压泵连接的进油口、与油箱连接的回油口、与所述无杆腔连接的第一工作油口和与所述有杆腔连接的第二工作油口，在第一工作位置，所述进油口与所述第一工作油口节流连通且所述回油口与所述第二工作油口连通；在第二工作位置，所述进油口与所述第二工作油口节流连通且所述回油口与所述第一工作油口连通，所述进油口与所述第一工作油口之间的节流面积和所述进油口与所述第二工作油口之间的节流面积不相等。

8.根据权利要求7所述的起重机的变幅液压系统，其特征在于，所述进油口与所述第二工作油口之间为多级节流。

9.根据权利要求7所述的起重机的变幅液压系统，其特征在于，所述主阀还包括用于与油箱连通的中位油口，在所述第一工作位置，所述中位油口截止；在所述第二工作位置，所述中位油口与所述进油口节流连通。

10.根据权利要求1至4中任一项所述的起重机的变幅液压系统，其特征在于，所述变幅液压系统还包括设置于所述无杆腔与油箱之间的溢流阀。

11.一种随车起重机，其特征在于，包括如权利要求1至10中任一项所述的起重机的变幅液压系统。