CN219652574U - 电卷扬制动液压系统及工程机械 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及工程机械技术领域，具体涉及一种电卷扬制动液压系统及工程机械。电卷扬制动液压系统，包括：油箱；油泵，油泵的进油口与油箱连通；比例控制阀，比例控制阀的进油口与油泵的出油口连通，比例控制阀的回油口与油箱连通；制动缸，制动缸的进出油口与比例控制阀的工作油口连通，制动缸用于制动与卷扬电机连接的卷扬减速机；力矩调节部件，用于控制比例控制阀，以调节制动力矩。通过力矩调节部件控制比例控制阀，可以改变比例控制阀的输出压力，进而可以制动缸的活塞杆的伸出长度，从而调节制动缸的制动力矩，根据实际负载需求来调节制动力矩，使得制动力矩随负载变化而变化，调节电卷扬起落速度，实现按实际负载需求进行减速制动。

Description

电卷扬制动液压系统及工程机械

技术领域

本实用新型涉及工程机械技术领域，具体涉及一种电卷扬制动液压系统及工程机械。

背景技术

汽车起重机等工程机械的电动化已成为发展的趋势，其执行系统中的卷扬系统可用电机代替液压马达来进行吊装作业。目前，电机制动方式主要有两种：机械制动和电力制动，机械制动方式利用机械装置使电机迅速停转，应用较普遍的机械制动装置有电磁抱闸和电磁离合器两种；电力制动方式使电机在切断电源后，产生和电机实际旋转方向相反的电磁力矩或制动力矩，迫使电机迅速停转，常用的电力制动方法有反接制动和能耗制动等。

现有技术中，汽车起重机等工程机械的卷扬系统采用卷扬平衡阀加减速机制动器来进行液压马达制动，该制动方式利用液压马达落的一端压力油经过卷扬平衡阀的顺序减压阀减压后引入卷扬减速机的制动器，完成卷扬起落打开制动器动作。当卷扬系统采用电机代替液压马达时，由于卷扬平衡阀不能应用在电机上，进而不能采用卷扬平衡阀加减速机制动器来制动电机，而现有的电机制动方式如上述提到的两种方案，迫于结构限制和成本压力实际并没有用在汽车起重机等工程机械上。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的传统的卷扬平衡阀加减速机制动器不能制动电机的缺陷，从而提供一种电卷扬制动液压系统及工程机械。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种电卷扬制动液压系统，包括：油箱；油泵，油泵的进油口与油箱连通；比例控制阀，比例控制阀的进油口与油泵的出油口连通，比例控制阀的回油口与油箱连通；制动缸，制动缸的进出油口与比例控制阀的工作油口连通，制动缸用于制动与卷扬电机连接的卷扬减速机；力矩调节部件，用于控制比例控制阀，以调节制动力矩。

可选的，力矩调节部件包括操作开关和控制器，控制器与操作开关、比例控制阀电连接，控制器用于根据操作开关的操作信号控制比例控制阀。

可选的，力矩调节部件包括转速检测件和控制器，转速检测件用于检测卷扬电机和/或卷扬减速机的转速，控制器用于根据转速检测件所检测到的转速控制比例控制阀。

可选的，比例控制阀为比例换向阀。

可选的，比例控制阀包括比例减压阀和换向阀，比例减压阀的进油口与油泵的出油口连通，比例减压阀的出油口与换向阀的进油口连通，换向阀的工作油口与制动缸的进出油口连通。

可选的，比例控制阀包括比例溢流阀和换向阀，比例溢流阀的进油口与油泵的出油口连通，比例溢流阀的出油口与油箱连通，换向阀的进油口与油泵的出油口连通，换向阀的工作油口与制动缸的进出油口连通。

可选的，电卷扬制动液压系统还包括溢流阀，溢流阀的进油口与油泵连通，溢流阀的出油口与油箱连通。

可选的，电卷扬制动液压系统包括主卷扬制动液压系统和副卷扬制动液压系统，主卷扬制动液压系统和副卷扬制动液压系统均包括比例控制阀及制动缸，主卷扬制动液压系统和副卷扬制动液压系统共用一个油泵，或者，主卷扬制动液压系统和副卷扬制动液压系统均包括油泵。

可选的，比例控制阀的回油口和油箱之间设有节流阀，和/或，比例控制阀的回油口和油箱之间设有使液压油从回油口向油箱单向流动的单向阀。

本实用新型还提供了一种工程机械，包括：上述的电卷扬制动液压系统。

本实用新型具有以下优点：

1、制动卷扬电机时，油泵将油箱中的液压油输送至比例控制阀，然后输送至制动缸中，压力油推动活塞杆运动，进而打开卷扬减速机的制动器或对制动器进行制动，从而实现对卷扬电机的制动，并且通过力矩调节部件控制比例控制阀，可以改变比例控制阀的输出压力，进而可以制动缸的活塞杆的伸出长度，从而调节制动缸的制动力矩，可以根据实际负载需求来调节制动力矩，使得制动力矩随负载变化而变化，调节电卷扬起落速度，实现按实际负载需求进行减速制动。

2、操作人员操纵操作开关，控制器获取操作开关的操作信号，进而根据操作开关的操作信号控制比例控制阀，实现人为控制卷扬的起落速度。

3、利用卷扬电机和/或卷扬减速机的转速信号分析出此时的绳速，利用该信号反馈给比例控制阀实时调节制动力矩，实现闭环控制电卷扬起落速度调节。

4、利用比例减压阀的比例减压特性输出随电流变化而变化的压力油，换向阀仅启到换向开关作用，通过比例减压阀仍然可以改变制动缸输出随电流变化的制动力矩。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本实用新型实施例一的电卷扬制动液压系统的液压原理示意图；

图2示出了本实用新型实施例二的电卷扬制动液压系统的液压原理示意图。

附图标记说明：

10、油箱；20、油泵；31、第一比例换向阀；32、比例减压阀；33、第一换向阀；34、第一制动缸；41、第二比例换向阀；43、第二换向阀；44、第二制动缸；51、第一节流阀；52、第二节流阀；53、溢流阀；54、单向阀；61、第一电机；62、第二电机。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例一

如图1所示，本实施例的电卷扬制动液压系统包括：油箱10、油泵20、比例控制阀、制动缸及力矩调节部件，油泵20的进油口与油箱10连通；比例控制阀的进油口与油泵20的出油口连通，比例控制阀的回油口与油箱10连通；制动缸的进出油口与比例控制阀的工作油口连通，制动缸用于制动与卷扬电机连接的卷扬减速机；力矩调节部件用于控制比例控制阀，以调节制动力矩。

应用本实施例的电卷扬制动液压系统，制动卷扬电机时，油泵20将油箱10中的液压油输送至比例控制阀，然后输送至制动缸中，压力油推动活塞杆运动，进而打开卷扬减速机的制动器或对制动器进行制动，从而实现对卷扬电机的制动，并且通过力矩调节部件控制比例控制阀，可以改变比例控制阀的输出压力，进而可以制动缸的活塞杆的伸出长度，从而调节制动缸的制动力矩，可以根据实际负载需求来调节制动力矩，使得制动力矩随负载变化而变化，调节电卷扬起落速度，实现按实际负载需求进行减速制动。

在本实施例中，力矩调节部件包括操作开关和控制器，控制器与操作开关、比例控制阀电连接，控制器用于根据操作开关的操作信号控制比例控制阀，操作人员操纵操作开关，控制器获取操作开关的操作信号，进而根据操作开关的操作信号控制比例控制阀，实现人为控制卷扬的起落速度；当电卷扬作业时如出现操作手下落速度无法满足要求或者减速时，此时可以利用操作开关对比例控制阀的电信号进行改变，实现减速抱闸功能。具体地，操作开关为脚踏开关或按钮开关。操作开关的操作信号可以为位移信号或角度信号。

具体地，比例控制阀的工作油口与制动缸的有杆腔连通，制动缸的有杆腔没有通入液压油时，制动弹簧推动活塞杆伸出，活塞杆伸出对卷扬减速机进行制动；当液压油进入制动缸的有杆腔中，可以推动活塞杆缩回，活塞杆压动制动弹簧，通过调节比例控制阀的开度可以调节进入制动缸的有杆腔中的液压油，进而实现可以调节打开制动器的速度，进而调节卷扬速度。例如，比例控制阀的开度越大，制动缸的活塞杆回缩速度越快，卷扬起落速度越快，反之，比例控制阀的开度越小，制动缸的活塞杆回缩速度越慢，卷扬起落速度越慢。

在本实施例中，比例控制阀为比例换向阀，比例换向阀可以实现调节制动力矩和换向，便于卷扬减速时制动缸的有杆腔中的液压油流回油箱10。具体地，比例换向阀为二位三通比例换向阀。比例换向阀优选为电磁阀，通过控制电磁阀得电或不得电来切换电磁阀的阀芯的工作位置。可以理解，作为可替换的实施方式，比例换向阀也可以为三位四通比例换向阀等。

在本实施例中，电卷扬制动液压系统还包括溢流阀53，溢流阀53的进油口与油泵20连通，溢流阀53的出油口与油箱10连通。压力油从油泵20的出油口流出后，分别进入溢流阀53和比例换向阀中，溢流阀53可以起到减压的作用。

在本实施例中，电卷扬制动液压系统包括主卷扬制动液压系统和副卷扬制动液压系统，主卷扬制动液压系统和副卷扬制动液压系统均包括比例控制阀及制动缸，主卷扬制动液压系统和副卷扬制动液压系统共用一个油泵20，可以减少油泵20的数量，节约成本。可以理解，作为可替换的实施方式，主卷扬制动液压系统和副卷扬制动液压系统均包括油泵20，换言之，主卷扬制动液压系统和副卷扬制动液压系统的制动分别通过不同的油泵20输送液压油。

在本实施例中，比例控制阀的回油口和油箱10之间设有节流阀，节流阀可以起到节流降压的作用，进而可以调节流回油箱10的液压油的流量和压力。比例控制阀的回油口和油箱10之间设有使液压油从回油口向油箱10单向流动的单向阀54，单向阀54使得液压油单向流量，避免液压油逆向流动。

实施例二

实施例二的电卷扬制动液压系统与实施例一的区别主要在于比例控制阀不同。

如图2所示，在实施例二中，比例控制阀包括比例减压阀32和换向阀，比例减压阀32的进油口与油泵20的出油口连通，比例减压阀32的出油口与换向阀的进油口连通，换向阀的工作油口与制动缸的进出油口连通。利用比例减压阀32的比例减压特性输出随电流变化而变化的压力油，换向阀仅启到换向开关作用，通过比例减压阀32仍然可以改变制动缸输出随电流变化的制动力矩。

在本实施例中，换向阀为二位三通换向阀。可以理解，作为可替换的实施方式，换向阀也可以为三位四通换向阀等。

实施例三

实施例三的电卷扬制动液压系统与实施例一的区别主要在于比例控制阀不同。

在实施例三中，比例控制阀包括比例溢流阀和换向阀，比例溢流阀的进油口与油泵20的出油口连通，比例溢流阀的出油口与油箱10连通，换向阀的进油口与油泵20的出油口连通，换向阀的工作油口与制动缸的进出油口连通。当比例溢流阀的输出压力较大时，则流入换向阀的液压油的压力比较小，反之，当比例溢流阀的输出压力较小时，则流入换向阀的液压油的压力比较大，通过比例溢流阀和换向阀也可以调节制动缸的制动力矩。

实施例四

实施例四的电卷扬制动液压系统与实施例一的区别主要在于力调节部件不同。

在实施例四中，力矩调节部件包括转速检测件和控制器，转速检测件用于检测卷扬电机和/或卷扬减速机的转速，控制器用于根据转速检测件所检测到的转速控制比例控制阀。可以利用卷扬电机和/或卷扬减速机的转速信号分析出此时的绳速，利用该信号反馈给比例控制阀实时调节制动力矩，实现闭环控制电卷扬起落速度调节，并且该功能甚至可以延伸成电卷扬速度分档功能。

本实用新型还提供了一种工程机械，其包括：上述的电卷扬制动液压系统。

在本实施例中，工程机械还包括电卷扬系统等，电卷扬系统包括卷扬电机、卷扬减速机和电卷扬制动液压系统，卷扬减速机的输入轴与电机的输出轴连接，电卷扬制动液压系统的制动缸与卷扬减速机的制动器配合。

具体地，电卷扬系统包括主卷扬系统、副卷扬系统及电卷扬制动液压系统，主卷扬系统和副卷扬系统均包括卷扬电机和卷扬减速机。需要说明的是，为了便于区分主卷扬系统、副卷扬系统、主卷扬制动液压系统和副卷扬制动液压系统的各个部件，在图1中，主卷扬制动液压系统包括第一制动缸34、第一比例换向阀31、第一节流阀51，主卷扬系统包括第一电机61和第一减速电机(图中未示出)，副卷扬制动液压系统包括第二制动缸44、第二比例换向阀41、第二节流阀52，副卷扬系统包括第二电机62和第二减速电机(图中未示出)；在图2中，主卷扬制动液压系统包括第一制动缸34、第一换向阀33、第一节流阀51，主卷扬系统包括第一电机61和第一减速电机(图中未示出)，副卷扬制动液压系统包括第二制动缸44、第二换向阀43、第二节流阀52，副卷扬系统包括第二电机62和第二减速电机(图中未示出)，主卷扬制动液压系统和副卷扬液压系统共用比例减压阀32；在图1和图2中，主卷扬制动液压系统和副卷扬液压系统共用油泵20、油箱10及单向阀54.

具体地，工程机械为起重机或旋挖钻机等，下面以起重机为例进行说明：

电卷扬系统采用卷扬电机来驱动卷筒旋转，卷扬电机的花键接口采用插入式与卷扬减速机配合，电机本身不带制动功能，卷扬减速机采用在比例制动缸上外接液压控制油实现液压制动。

在图1中，压力油会通过溢流阀53减压，压力油分别流向第一比例换向阀31和第二比例换向阀41，当第一比例换向阀31和第二比例换向阀41未得电时，比例制动缸由于制动弹簧的制动力将有杆腔油液挤出，通过第一比例换向阀31和第二比例换向阀41流回油箱10实现卷扬抱闸功能，此时卷扬减速机锁死，电机无法转动。当第一比例换向阀31和第二比例换向阀41得电后随负载需求会进行换向到左位，由于第一比例换向阀31和第二比例换向阀41是比例特性，其输出压力随电信号的大小而改变，实现比例制动缸的压力值不同而输出的制动力矩不同的功能。

在图2中，将第一换向阀33和第二换向阀43替换图1的第一比例换向阀31和第二比例换向阀41，然后再增加比例减压阀32，由于比例减压阀32是比例减压特性，其输出随电流变化而变化的压力油，此时的第一换向阀33和第二换向阀43仅启到换向开关作用，通过比例减压阀32仍然可以改变制动缸输出随电流变化的制动力矩。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型的上述的实施例实现了如下技术效果：

1、油泵20的出油口的压力油通过第一比例换向阀31和第二比例换向阀41输出比例控制油给其对应的第一制动缸34和第二制动缸44，进而控制对应的卷扬减速机的制动器，进而调节制动力矩，从而根据负载需求调节卷扬起落速度。

2、油泵20的出油口的压力油通过比例减压阀32进行减压，再通过第一换向阀33和第二换向阀43输出比例控制油给其对应的第一制动缸34和第二制动缸44，进而控制对应的卷扬减速机的制动器，进而调节制动力矩，从而根据负载需求调节卷扬起落速度。

3、单独设置控制第一比例换向阀31和第二比例换向阀41或者比例减压阀32的操作开关，操作开关如脚踏开关或按钮开关，当电卷扬作业时如出现操作手下落速度无法满足要求或者减速时，可以利用操作开关对上述第一比例换向阀31和第二比例换向阀41或者比例减压阀32的电信号进行改变，实现减速抱闸功能。

4、利用电机自身速度及扭矩检测功能给比例换向阀或比例减压阀32相应的电流信号，实现随负载变化而变化的制动力矩来调节卷扬起落速度。

5、主副卷制动液压系统可以共用油泵20、油箱10等，减少零件数量，节约成本，主副卷制动液压系统也可以分别设置油泵20和油箱10等。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种电卷扬制动液压系统，其特征在于，包括：

油箱(10)；

油泵(20)，所述油泵(20)的进油口与所述油箱(10)连通；

比例控制阀，所述比例控制阀的进油口与所述油泵(20)的出油口连通，所述比例控制阀的回油口与所述油箱(10)连通；

制动缸，所述制动缸的进出油口与所述比例控制阀的工作油口连通，所述制动缸用于制动与卷扬电机连接的卷扬减速机；

力矩调节部件，用于控制所述比例控制阀，以调节制动力矩。

2.根据权利要求1所述的电卷扬制动液压系统，其特征在于，

所述力矩调节部件包括操作开关和控制器，所述控制器与所述操作开关、所述比例控制阀电连接，所述控制器用于根据所述操作开关的操作信号控制所述比例控制阀。

3.根据权利要求1所述的电卷扬制动液压系统，其特征在于，

所述力矩调节部件包括转速检测件和控制器，所述转速检测件用于检测卷扬电机和/或卷扬减速机的转速，所述控制器用于根据所述转速检测件所检测到的转速控制所述比例控制阀。

4.根据权利要求1所述的电卷扬制动液压系统，其特征在于，所述比例控制阀为比例换向阀。

5.根据权利要求1所述的电卷扬制动液压系统，其特征在于，所述比例控制阀包括比例减压阀(32)和换向阀，所述比例减压阀(32)的进油口与所述油泵(20)的出油口连通，所述比例减压阀(32)的出油口与所述换向阀的进油口连通，所述换向阀的工作油口与所述制动缸的进出油口连通。

6.根据权利要求1所述的电卷扬制动液压系统，其特征在于，所述比例控制阀包括比例溢流阀和换向阀，所述比例溢流阀的进油口与所述油泵(20)的出油口连通，所述比例溢流阀的出油口与所述油箱(10)连通，所述换向阀的进油口与所述油泵(20)的出油口连通，所述换向阀的工作油口与所述制动缸的进出油口连通。

7.根据权利要求4或5所述的电卷扬制动液压系统，其特征在于，所述电卷扬制动液压系统还包括溢流阀(53)，所述溢流阀(53)的进油口与所述油泵(20)连通，所述溢流阀(53)的出油口与所述油箱(10)连通。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的电卷扬制动液压系统，其特征在于，所述电卷扬制动液压系统包括主卷扬制动液压系统和副卷扬制动液压系统，所述主卷扬制动液压系统和所述副卷扬制动液压系统均包括比例控制阀及制动缸，所述主卷扬制动液压系统和所述副卷扬制动液压系统共用一个油泵(20)，或者，所述主卷扬制动液压系统和所述副卷扬制动液压系统均包括所述油泵(20)。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的电卷扬制动液压系统，其特征在于，所述比例控制阀的回油口和所述油箱(10)之间设有节流阀，和/或，所述比例控制阀的回油口和所述油箱(10)之间设有使液压油从所述回油口向所述油箱(10)单向流动的单向阀(54)。

10.一种工程机械，其特征在于，包括：权利要求1至9中任一项所述的电卷扬制动液压系统。