CN217894972U - 带载伸缩机构和起重机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种带载伸缩机构和起重机，带载伸缩机构包括：换向阀，包括引入液压流体的进口、排出液压流体的出口、第一工作口和第二工作口；平衡阀，包括与第一工作口连通的第一流体口、平衡阀控制流体口和第二流体口，平衡阀控制流体口被配置成引入的液压流体使平衡阀向第二状态切换；液压缸，包括缸体、可移动地设置在缸体内的活塞杆、引入将活塞杆朝缸体外推压的液压流体的伸出腔和引入将活塞杆朝缸体内推压的液压流体的回缩腔，伸出腔与平衡阀的第二流体口连通，回缩腔与第二工作口连通；第一分流管路，与连通在平衡阀控制流体口和第二工作口之间的管路连通；控制阀，设在第一分流管路中；以及第一节流部件，设在第一分流管路中。

Description

带载伸缩机构和起重机

技术领域

本实用新型涉及工程机械领域，具体而言，涉及一种带载伸缩机构和起重机。

背景技术

在工程机械领域，目前带载伸缩机构主要由液压缸、平衡阀、伸缩动作控制阀、液压泵等组成；利用高强度液压缸驱动绳排机构或利用与油缸刚性连接的插销机构实现吊臂的伸出和回缩。平衡阀在吊臂伸出时保证液压油低阻力通过，吊臂回缩时实现负载保持和速度控制的功能。

现有带载伸缩过程由人工判断工作状态并直接控制，图1示出了现有吊臂带载伸缩控制液压系统的原理图，吊臂带载伸缩控制液压系统包括液压油缸1、平衡阀2和伸缩控制阀3。平衡阀2的控制口X与液压油缸1的回缩腔连接。吊臂伸出时，压力油P经过伸缩控制阀3经A口、平衡阀3的左位进入液压缸伸出腔，回缩腔液压油通过B口回油箱，实现起重臂伸出；反之吊臂回缩时，压力油P经过伸缩控制阀3经B口进入液压缸回缩腔和平衡阀控制油口X，平衡阀2右位工作，伸出腔液压油经平衡阀液阻回油箱，实现吊臂回缩。

1、工程机械领域，为保证吊臂空载时作业效率，须选用液阻初开到全开的控制压力范围较小的平衡阀。在带载伸缩，尤其是带载回缩时，由负载引起油口B压力油压力波动较大，压力波动引起液阻开口波动明显，造成油缸运动顿挫和冲击。为保证吊臂带载伸缩平稳性，须选用液阻初开到全开的控制压力范围较大的平衡阀。吊臂空载伸缩时，尤其是带载回缩时，平衡阀控制油口X的油压不足以将液阻的开口全开，造成吊臂空载回缩时间较长，效率较低。

2、现有带载伸缩控制方法中，吊臂状态判定和控制完全依靠个人经验且受限于现有液压原理，对吊臂空载和带载状态采用相同的液压回路，缺少有效的控制方法对吊臂伸缩时空载和带载进行自动识别，并采用针对性的液压原理进行控制，实现作业效率和作业稳定的兼顾。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种带载伸缩机构和起重机，以改善相关技术中存在的平衡阀的控制流体压力无法根据液压缸的负载而调整的问题。

根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种带载伸缩机构，带载伸缩机构包括：

换向阀，包括引入液压流体的进口、排出液压流体的出口、第一工作口和第二工作口，换向阀具有第一状态和第二状态，在第一状态，进口和第一工作口导通，出口与第二工作口导通，在第二状态，进口和第二工作口导通，出口与第一工作口导通；

平衡阀，包括与第一工作口连通的第一流体口、与第二工作口连通的平衡阀控制流体口和第二流体口，平衡阀具有第一状态和第二状态，在第一状态，第一流体口至第二流体口导通，在第二状态，第二流体口与第一流体口节流地导通，平衡阀控制流体口被配置成引入的液压流体使平衡阀向第二状态切换；

液压缸，包括缸体、可移动地设置在缸体内的活塞杆、引入将活塞杆朝缸体外推压的液压流体的伸出腔和引入将活塞杆朝缸体内推压的液压流体的回缩腔，伸出腔与平衡阀的第二流体口连通，回缩腔与第二工作口连通；

第一分流管路，与连通在平衡阀控制流体口和第二工作口之间的管路连通；以及

控制阀，设在第一分流管路中；

第一节流部件，设在第一分流管路中。

在一些实施例中，第一节流部件沿液压流体的流向位于控制阀的下游。

在一些实施例中，带载伸缩机构还包括设在管路中的第二节流部件。

在一些实施例中，第二节流部件沿管路中液压流体的流动方向位于第一分流管路的上游。

在一些实施例中，带载伸缩机构还包括第二分流管路和第三节流部件，第二分流管路的进口端与管路连通，第三分流部件设在第二分流管路中。

在一些实施例中，带载伸缩机构还包括：

负载检测部件，被配置成检测液压缸的负载；

控制器，与控制阀和负载检测部件分别信号连接，以在液压缸的负载大于预定值时控制控制阀打开。

在一些实施例中，带载伸缩机构还包括检测液压缸的活塞杆是否动作的状态检测部，控制器与状态检测部信号连接，控制器被配置成在液压缸的负载大于预定值且液压缸的活塞杆动作时打开控制阀。

在一些实施例中，状态检测部包括检测第一工作口是否向伸出腔输送液压流体的第一检测部件和检测第二工作口是否向回缩腔输送液压流体的第二检测部件。

在一些实施例中，

第一检测部件包括与第一工作口连通的第一压力传感器；或

第二检测部件包括与第二工作口连通的第二压力传感器。

在一些实施例中，换向阀包括用于引入将换向阀朝第一状态切换的液压流体的第一液压流体口和用于引入将换向阀朝第二状态切换的液压流体的第二液压流体口，第一检测部件包括检测第一液压流体口的液压流体的压力的第一压力传感器，第二检测部件包括检测第二液压流体口的液压流体的压力的第二压力传感器。

在一些实施例中，换向阀包括用于将换向阀朝第一状态切换的第一电磁驱动部件和用于将换向阀朝第二状态切换的第二电磁驱动部件，第一检测部件被配置成检测第一电磁驱动部是否得电，第二检测部件被配置成检测第二电磁驱动部是否得电。

在一些实施例中，负载检测部件包括力矩限制器。

根据本发明的另一方面，还提供了一种起重机，起重机包括上述的带载伸缩机构。

应用本实用新型的技术方案，在液压缸的负载较大且活塞杆动作时，可以通过打开控制阀，使平衡阀的节流口初开至全开压力值较高，平衡阀对控制流体口X的控制流体的压力波动敏感性降低，保证了带载伸缩过程中动作的平稳；在液压缸的负载较小时，可以关闭控制阀阀，使平衡阀的节流口初开至全开压力值处于较低，保证了空载伸缩过程快速高效。

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

为了更清楚地说明本实用新型实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了相关技术的带载伸缩机构的液压系统的原理示意图；

图2示出了本实用新型的第一实施例的带载伸缩机构的液压系统的原理示意图；

图3示出了本实用新型的第一实施例的带载伸缩机构的液压系统的原理示意图；以及

图4示出了本实用新型的第一实施例的带载伸缩机构的液压系统的原理示意图。

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。

如图2所示，本实施例的带载伸缩机构包括换向阀4、平衡阀2、液压缸1、第一分流管路和控制阀。

换向阀4包括引入液压流体的进口P、排出液压流体的出口T、第一工作口A和第二工作口B，换向阀4具有第一状态和第二状态，在第一状态，进口P和第一工作口A导通，出口T与第二工作口B导通，在第二状态，进口P和第二工作口B导通，出口T与第一工作口A导通。

平衡阀2包括与第一工作口A连通的第一流体口、与第二工作口B连通的平衡阀控制流体口X和第二流体口，平衡阀2具有第一状态和第二状态，在第一状态，第一流体口至第二流体口导通，在第二状态，第二流体口与第一流体口节流地导通，平衡阀控制流体口X被配置成引入的液压流体使平衡阀向第二状态切换。

液压缸1包括缸体13、可移动地设置在缸体13内的活塞杆14、引入将活塞杆14朝缸体13外推压的液压流体的伸出腔11和引入将活塞杆14朝缸体13内推压的液压流体的回缩腔12，伸出腔11与平衡阀2的第二流体口连通，回缩腔13与第二工作口B连通。

第一分流管路与连通在平衡阀控制流体口X和第二工作口B之间的管路连通；控制阀3设在第一分流管路中。

带载伸缩机构还包括设在第一分流管路中的第一节流部件6。

在本实施例中，在液压缸1的负载较大且活塞杆14动作时，可以通过打开控制阀3，使平衡阀2的节流口初开至全开压力值较高，平衡阀对控制流体口X的控制流体的压力波动敏感性降低，保证了带载伸缩过程中动作的平稳；在液压缸1的负载较小时，可以关闭控制阀阀3，使平衡阀2的节流口初开至全开压力值处于较低，保证了空载伸缩过程快速高效。

在一些实施例中，第一节流部件6沿液压流体的流向位于控制阀3的下游。

在一些实施例中，带载伸缩机构还包括设在管路中的第二节流部件5。

第二节流部件5沿管路中液压流体的流动方向位于第一分流管路的上游。

在一些实施例中，带载伸缩机构还包括第二分流管路和第三节流部件7，第二分流管路的进口端与管路连通，第三分流部件7设在第二分流管路中。

带载伸缩机构还包括负载检测部件和控制器。负载检测部件被配置成检测液压缸1的负载；控制器与控制阀3和负载检测部件分别信号连接，以在液压缸1的负载大于预定值时控制控制阀3打开。

在一些实施例中，负载检测部件包括力矩限制器。

带载伸缩机构还包括检测液压缸1的活塞杆14是否动作的状态检测部，控制器与状态检测部信号连接，控制器被配置成在液压缸的负载大于预定值且液压缸1的活塞杆14动作时打开控制阀3。

状态检测部包括检测第一工作口A是否向伸出腔11输送液压流体的第一检测部件和检测第二工作口B是否向回缩腔12输送液压流体的第二检测部件。

如图2所示，第一检测部件包括与第一工作口A连通的第一压力传感器9；第二检测部件包括与第二工作口B连通的第二压力传感器8。若第一压力传感器9检测到的压力大于阈值则判断液压流体向第一工作口A输送，然后向伸出腔11输送。若第二压力传感器8检测到的压力大于阈值则判断液压流体向第二工作口B输送，然后向回缩腔12输送。

如图3所示，在另一些实施例中，换向阀4包括用于引入将换向阀4朝第一状态切换的液压流体的第一液压流体口和用于引入将换向阀4朝第二状态切换的液压流体的第二液压流体口，第一检测部件包括检测第一液压流体口的液压流体的压力的第一压力传感器9，第二检测部件包括检测第二液压流体口的液压流体的压力的第二压力传感器8。若第一压力传感器9检测到的压力大于阈值则判断液压流体向第一工作口A输送，然后向伸出腔11输送。若第二压力传感器8检测到的压力大于阈值则判断液压流体向第二工作口B输送，然后向回缩腔12输送。

如图4所示，在另一些实施例中，换向阀4包括用于将换向阀4朝第一状态切换的第一电磁驱动部件和用于将换向阀4朝第二状态切换的第二电磁驱动部件，第一检测部件被配置成检测第一电磁驱动部是否得电，第二检测部件被配置成检测第二电磁驱动部是否得电。若第一电磁驱动部得电，换向阀4处于第一状态，液压流体向第一工作口A输送，然后向伸出腔11输送。若第二电磁驱动部件得电，液压流体向第二工作口B输送，然后向回缩腔12输送。

本实施例中，液压缸1用于驱动起重机的吊臂的伸缩。

在本实施例中，控制阀3为电磁阀，控制阀3有两个状态，在不得电状态，第一节流部件6接入液阻网络，控制油经第二节流部件5后一分为三，一路经控制阀3、第一节流部件6卸荷，一路经第三节流部件5卸荷，一路与平衡阀控制口X相连控制平衡阀。使平衡阀节流口初开至全开压力值较高，平衡阀对X口控制油压波动敏感性降低，保证了带载伸缩过程中动作的平稳。控制阀3得电时，第一节流部件6与液阻网路断开，控制油经第二节流部件5后一分为二，一路经第三节流部件5卸荷，一路与平衡阀控制口X相连控制平衡阀，使平衡阀节流口初开至全开压力值处于较低，保证了空载伸缩过程快速高效。

本专利控制方法：控制系统对吊臂所处工作状态进行检测、判断，根据判断逻辑选择对应的液阻网络构造，具体控制系统构成和控制原理如下：

控制系统由控制器、力矩限制器、压力传感器等构成，控制器对吊臂工作状态判断并对控制阀3控制，控制器的数据输入端分别与力矩限制器和压力传感器数据输出端连接，控制器的输出端与控制阀3的电磁铁相连。力矩限制器将实际吊重量和吊钩信息通过输出端传递至控制器。传感器将压力或电流信息通过输出端传递至控制器。

1、吊臂工作状态检测。吊臂吊重状态检测通过检测力矩限制器实际吊重量和吊钩重量实现。吊臂动作状态检测，图2机械操纵系统和图3液控操纵系统通过油压传感器检测，图4电控操纵系统通过伸缩换向阀电磁铁得电情况检测。

2、吊臂工作状态判断。吊臂吊重状态判定，控制器对输入的吊重量和吊钩重量对比，若实际吊重量减去吊钩重量后超过判定值，系统判定当前吊臂处于带载状态，否则判定吊臂处于空载状态。吊臂动作状态判定，控制器对图2机械操纵系统和图3液控操纵系统传感器油压数值与控制系统阈值对比，若传感器8压力值高于阈值，系统判定吊臂在做回缩操作；传感器9压力值高于阈值，系统判定吊臂在做伸出操作；否则系统判定吊臂未动作。对图4电控液压系统，控制器通过对电磁铁Y1和电磁铁Y2的得电状态进行吊臂工作状态判定，若电磁铁Y1得电，吊臂缩回动作，电磁铁Y2，吊臂伸出动作，均不得电，吊臂未动作。

3、液阻网络构造选择。控制器对同时满足吊臂带载和吊臂有动作的工况，控制阀3不得电，第一节流部件6接入液阻网络。否则第一节流部件6与液阻网络断开。

本技术方案的关键点：

1液压系统方面，平衡阀控制油路引入液阻网路控制方式，通过液压阀改变液阻网络的构造，改变平衡阀初开至全开的压力值。实现带载伸缩时开启压力值较高，伸缩平稳；空载伸缩时开启压力低,伸缩效率高。

2控制系统方面，通过力限器系统、压力传感器、电磁铁得电状态对吊臂实际载荷状态和吊臂伸缩状态实时检测，并根据吊臂所处的状态判断液阻6是否接入平衡阀控制油路。

根据本发明的另一方面，还提供了一种起重机，该起重机包括上述的带载伸缩机构。

以上仅为本实用新型的示例性实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种带载伸缩机构，其特征在于，包括：

换向阀(4)，包括引入液压流体的进口(P)、排出液压流体的出口(T)、第一工作口(A)和第二工作口(B)，所述换向阀(4)具有第一状态和第二状态，在所述第一状态，所述进口(P)和所述第一工作口(A)导通，所述出口(T)与所述第二工作口(B)导通，在所述第二状态，所述进口(P)和所述第二工作口(B)导通，所述出口(T)与所述第一工作口(A)导通；

平衡阀(2)，包括与所述第一工作口(A)连通的第一流体口、与所述第二工作口(B)连通的平衡阀控制流体口(X)和第二流体口，所述平衡阀(2)具有第一状态和第二状态，在所述第一状态，所述第一流体口至所述第二流体口导通，在所述第二状态，所述第二流体口与所述第一流体口节流地导通，所述平衡阀控制流体口(X)被配置成引入的液压流体使所述平衡阀向所述第二状态切换；

液压缸(1)，包括缸体(13)、可移动地设置在所述缸体(13)内的活塞杆(14)、引入将所述活塞杆(14)朝所述缸体(13)外推压的液压流体的伸出腔(11)和引入将所述活塞杆(14)朝所述缸体(13)内推压的液压流体的回缩腔(12)，所述伸出腔(11)与所述平衡阀(2)的第二流体口连通，所述回缩腔(12)与所述第二工作口(B)连通；

第一分流管路，与连通在所述平衡阀控制流体口(X)和所述第二工作口(B)之间的管路连通；以及

控制阀(3)，设在所述第一分流管路中；

第一节流部件(6)，设在所述第一分流管路中。

2.根据权利要求1所述的带载伸缩机构，其特征在于，所述第一节流部件(6)沿液压流体的流向位于所述控制阀(3)的下游。

3.根据权利要求1所述的带载伸缩机构，其特征在于，还包括设在所述管路中的第二节流部件(5)。

4.根据权利要求3所述的带载伸缩机构，其特征在于，所述第二节流部件(5)沿所述管路中液压流体的流动方向位于所述第一分流管路的上游。

5.根据权利要求1所述的带载伸缩机构，其特征在于，还包括第二分流管路和第三节流部件(7)，所述第二分流管路的进口端与所述管路连通，所述第三节流部件(7)设在所述第二分流管路中。

6.根据权利要求1所述的带载伸缩机构，其特征在于，还包括：

负载检测部件，被配置成检测所述液压缸(1)的负载；

控制器，与所述控制阀(3)和所述负载检测部件分别信号连接，以在所述液压缸(1)的负载大于预定值时控制所述控制阀(3)打开。

7.根据权利要求6所述的带载伸缩机构，其特征在于，还包括检测所述液压缸(1)的活塞杆(14)是否动作的状态检测部，所述控制器与所述状态检测部信号连接，所述控制器被配置成在所述液压缸的负载大于预定值且所述液压缸(1)的活塞杆(14)动作时打开所述控制阀(3)。

8.根据权利要求7所述的带载伸缩机构，其特征在于，所述状态检测部包括检测所述第一工作口(A)是否向所述伸出腔(11)输送液压流体的第一检测部件和检测所述第二工作口(B)是否向所述回缩腔(12)输送液压流体的第二检测部件。

9.根据权利要求8所述的带载伸缩机构，其特征在于，

所述第一检测部件包括与所述第一工作口(A)连通的第一压力传感器(9)；或

所述第二检测部件包括与所述第二工作口(B)连通的第二压力传感器(8)。

10.根据权利要求8所述的带载伸缩机构，其特征在于，所述换向阀(4)包括用于引入将所述换向阀(4)朝所述第一状态切换的液压流体的第一液压流体口和用于引入将所述换向阀(4)朝所述第二状态切换的液压流体的第二液压流体口，所述第一检测部件包括检测第一液压流体口的液压流体的压力的第一压力传感器(9)，所述第二检测部件包括检测第二液压流体口的液压流体的压力的第二压力传感器(8)。

11.根据权利要求8所述的带载伸缩机构，其特征在于，所述换向阀(4)包括用于将所述换向阀(4)朝所述第一状态切换的第一电磁驱动部件和用于将所述换向阀(4)朝所述第二状态切换的第二电磁驱动部件，所述第一检测部件被配置成检测所述第一电磁驱动部是否得电，所述第二检测部件被配置成检测所述第二电磁驱动部是否得电。

12.根据权利要求6所述的带载伸缩机构，其特征在于，所述负载检测部件包括力矩限制器。

13.一种起重机，其特征在于，包括权利要求1至12中任一项所述的带载伸缩机构。

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