專利名稱：吊臂伸縮液控系統(tǒng)及具有液控系統(tǒng)的起重機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工程機械技術(shù)，具體涉及一種吊臂伸縮液控系統(tǒng)及具有液控系統(tǒng)的起重機。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，自行式起重機以其機動靈活的轉(zhuǎn)場特性在各種施工作業(yè)在得以廣泛應(yīng)用。隨著起重噸位的增加，各執(zhí)行系統(tǒng)的負載都會不同程度的增大，同時各機構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸及動作幅度均相應(yīng)的增加；其中，為了增大起重機的作業(yè)幅度和高度，現(xiàn)有起重機的吊臂大多為多級伸縮臂，并采用單個油缸通過繩排帶動多節(jié)臂伸縮，以通過油缸的伸縮來控制吊臂的伸出和回縮。請參見圖1，該圖示出了現(xiàn)有吊臂伸縮油缸的液控系統(tǒng)原理圖。該系統(tǒng)通過換向閥3切換吊臂伸縮油缸5的兩腔與系統(tǒng)壓力油路和回油油路之間的關(guān)系，以控制吊臂伸縮油缸5的伸出或者收回；且與該吊臂伸縮油缸5的無桿腔連通的油路上設(shè)置有平衡閥4，以在吊臂收回時形成一定的背壓，確保安全作業(yè)。工作過程中，當(dāng)換向閥3右側(cè)的電磁鐵得電時，其右位機能起作用，油液從油箱I經(jīng)液壓泵2、換向閥3及平衡閥 4的左位，進入吊臂伸縮油缸5的大腔，吊臂伸縮油缸5小腔的油液經(jīng)過換向閥3回油箱I ; 此狀態(tài)下吊臂伸出。當(dāng)換向閥3左側(cè)的電磁鐵得電時，其左位機能起作用，油液從油箱I經(jīng)液壓泵2、換向閥3，進入吊臂伸縮油缸5的小腔；同時，油液進入平衡閥4的控制口，使得平衡閥4工作在右位機能，吊臂伸縮油缸5大腔的油液經(jīng)過平衡閥4的右位機能后，經(jīng)換向閥 3回油箱I。該方案中，平衡閥4的控制壓力來自于吊臂伸縮油缸5的小腔，大腔的壓力又影響平衡閥4的開口大小和通過的油液流量，而小腔和大腔的壓力之間存在力的平衡關(guān)系。顯然，吊臂回縮過程中，當(dāng)壓力上升到足以克服平衡閥的彈簧預(yù)壓力和大腔內(nèi)的背壓時，平衡閥打開，大腔的油液經(jīng)平衡閥流出，大腔的壓力必然出現(xiàn)一定的下降。然而，液壓系統(tǒng)的壓力取決于負載，大腔壓力的下降引起小腔壓力的下降，小腔壓力的下降引起平衡閥的開口變小，平衡閥開口變小使大腔流出的流量減小，大腔流出的油液減小造成大腔壓力上升，大腔壓力上升意味著負載變大，小腔壓力因此升高。如此反復(fù)，造成系統(tǒng)壓力劇烈的波動，再加上機械結(jié)構(gòu)負載不穩(wěn)定的因素，從而引起吊臂的抖動。顯然，該抖動現(xiàn)象在影響操作舒適性的同時，同時會對起重機的正常作業(yè)帶來一定的危險。有鑒于此，亟待針對現(xiàn)有起重機吊臂伸縮液控系統(tǒng)進行優(yōu)化設(shè)計，以有效避免吊臂回收過程中出現(xiàn)系統(tǒng)抖動現(xiàn)象，在確保起重機作業(yè)安全的基礎(chǔ)上，提高其操作舒適性。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述缺陷，本發(fā)明解決的技術(shù)問題在于，提供一種吊臂伸縮液控系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過控制方案的優(yōu)化可有效避免回收過程出現(xiàn)的系統(tǒng)抖動。在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明還提供一種具有該吊臂伸縮液控系統(tǒng)的起重機。
本發(fā)明提供的吊臂伸縮液控系統(tǒng)，包括方向控制閥、平衡閥和帶動臂節(jié)伸縮的吊臂油缸；其中，所述方向控制閥設(shè)置在所述吊臂油缸與系統(tǒng)壓力油路和回油油路之間，以控制所述吊臂油缸伸出或者收回；所述平衡閥設(shè)置在所述吊臂油缸的無桿腔連通油路上，所述平衡閥的控制油口與所述吊臂油缸的有桿腔連通；還包括并聯(lián)在所述平衡閥和所述方向控制閥之間的節(jié)流閥和常開式開關(guān)閥。優(yōu)選地，所述開關(guān)閥具體為電液換向閥。優(yōu)選地，還包括壓力采集裝置和控制器，所述壓力采集裝置獲取所述吊臂油缸的有桿腔工作壓力信號，所述控制器接收所述壓力采集裝置獲取的有桿腔工作壓力信號，并以所述有桿腔工作壓力信號在一定時間長度內(nèi)的波動幅度大于預(yù)設(shè)的壓力波動幅度閾值為條件，輸出換向控制信號至所述電液換向閥的控制端。優(yōu)選地，所述壓力采集裝置具體為設(shè)置在所述吊臂油缸的有桿腔連通油路上的壓力傳感器。優(yōu)選地，所述控制器包括存儲單元、處理單元和輸出單元；其中，所述存儲單元用于預(yù)設(shè)的壓力波動幅度閾值；所述處理單元接收所述有桿腔工作壓力信號，并將所述有桿腔工作壓力信號在一定時間長度內(nèi)的波動幅度與預(yù)設(shè)的壓力波動幅度閾值進行比較；所述輸出單元根據(jù)所述處理單元的判斷結(jié)果輸出換向控制信號至所述電液換向閥的控制端。優(yōu)選地，所述控制器具體為PLC控制器。本發(fā)明提供的起重機包括采用吊臂油缸驅(qū)動伸出或者收回的伸縮式吊臂裝置，還包括如前所述的吊臂伸縮液控系統(tǒng)。優(yōu)選地，所述起重機具體為輪式起重機。本發(fā)明基于現(xiàn)有的吊臂伸縮液控系統(tǒng)進行了改進，在平衡閥和方向控制閥之間并聯(lián)有節(jié)流閥和常開式開關(guān)閥。如此設(shè)置，在吊臂收回作業(yè)過程中，可根據(jù)需要調(diào)節(jié)開并閥的工作狀態(tài)，即常態(tài)下吊臂油缸的回油經(jīng)常開式開關(guān)閥流回油箱；當(dāng)有桿腔的壓力波動較大時，則可調(diào)節(jié)開關(guān)閥至關(guān)閉狀態(tài)，此時吊臂油缸的回油經(jīng)平衡閥、節(jié)流閥流至回油油路。也就是說，在負載壓力波動較大時，節(jié)流閥增加了吊臂油缸回縮時大腔的壓力，吸收系統(tǒng)壓力沖擊的能量，因而可以使系統(tǒng)的壓力盡快趨于穩(wěn)定。同時，增加了吊臂回縮初始階段的背壓，可有效地穩(wěn)定負載的波動，從而達到弱化系統(tǒng)壓力波動，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性的目的，進而可有效避免回收過程出現(xiàn)的系統(tǒng)抖動。本發(fā)明的優(yōu)選方案可根據(jù)有桿腔的工作壓力自動調(diào)節(jié)常開式開關(guān)閥的調(diào)節(jié)。該方案中常開式開關(guān)閥采用電液換向閥，通過壓力采集裝置獲取吊臂油缸的有桿腔工作壓力信號，控制器實時接收該壓力信號，并以有桿腔工作壓力在一定時間長度內(nèi)的波動幅度大于預(yù)設(shè)的壓力波動幅度為條件，輸出換向控制信號至電液換向閥的控制端，即調(diào)節(jié)該閥所在支路關(guān)閉，節(jié)流閥的作用啟動。由于本方案通過控制器進行實際工況的判斷，并輸出控制信號調(diào)節(jié)電液換向閥，因此可自動根據(jù)吊臂收回負載啟用節(jié)流閥，可完全規(guī)避人工操作延遲所帶來的缺陷，有效提高了系統(tǒng)防抖控制的精度。本發(fā)明提供的吊臂伸縮液控系統(tǒng)可適用于任何形式的具有伸縮臂的起重機，特別適用于自行式起重機。


圖I是現(xiàn)有技術(shù)中一種典型的吊臂伸縮油缸的液控系統(tǒng)原理圖；圖2是具體實施方式
所述起重機的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是具體實施方式
所述吊臂伸縮液控系統(tǒng)的工作原理圖；圖4是具體實施方式
所述控制器的工作單元框圖。圖3、圖 4 中吊臂油缸10、方向控制閥20、平衡閥30、節(jié)流閥40、常開式開關(guān)閥50、壓力采集裝置60、控制器70、存儲單元71、處理單元72、輸出單元73。
具體實施例方式本發(fā)明的核心在于提供一種吊臂伸縮液控系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過控制方案的優(yōu)化可有效避免回收過程出現(xiàn)的系統(tǒng)抖動。下面結(jié)合說明書附圖具體說明本實施方式。不失一般性，本實施方式以輪式起重機作為主體詳細說明。請參見圖2，該圖是本實施方式所述輪式起重機的整體結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，該起重機包括輪式底盤、上車轉(zhuǎn)臺、鉸接于上車轉(zhuǎn)臺前部的伸縮吊臂裝置、提供重物升降驅(qū)動力的卷揚裝置等主要功能部件。與現(xiàn)有技術(shù)相同，伸縮吊臂裝置的各節(jié)臂節(jié)采用伸縮油缸驅(qū)動實現(xiàn)伸出或者收回操作。需要說明的是，本實施方式所述前述功能部件可以采用現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)，故本文不再贅述。為詳細說明本申請的發(fā)明點，請進一步參見圖3所示的吊臂伸縮液控系統(tǒng)的工作原理圖，該液控系統(tǒng)用于控制吊臂油缸兩腔的油液導(dǎo)通關(guān)系，以根據(jù)實際需要通過吊臂油缸的伸出或者收回控制伸縮臂臂長的變化。該吊臂伸縮液控系統(tǒng)包括帶動各節(jié)臂節(jié)伸縮的吊臂油缸10、方向控制閥20、平衡閥30。如圖所示，方向控制閥20設(shè)置在吊臂油缸IO與系統(tǒng)壓力油路P和回油油路T之間， 以建立吊臂油缸10兩腔的油液導(dǎo)通關(guān)系，控制吊臂油缸10的伸出或者收回；應(yīng)當(dāng)理解，方向控制閥20根據(jù)系統(tǒng)要求應(yīng)當(dāng)具有三個工作位置，如圖所示，位于左位時，壓力油路P的工作油液將流入吊臂油缸10的有桿腔，吊臂收回；位于右位時，壓力油路P的工作油液將流入吊臂油缸10的無桿腔，吊臂伸出；位于中位時，吊臂保持當(dāng)前長度。平衡閥30設(shè)置在吊臂油缸10的無桿腔連通油路上，該平衡閥30可以采用現(xiàn)有的具有左位導(dǎo)通、右位控制機能的平衡閥；同樣地，基于其控制原理的需要，平衡閥30的控制油口與吊臂油缸10的有桿腔連通，以便于在有桿腔工作油壓的作用下切換至平衡閥右位控制機能，可靠實現(xiàn)吊臂油缸10收回操作。在該平衡閥30與方向控制閥20之間并聯(lián)設(shè)置有節(jié)流閥40和常開式開關(guān)閥50，即相當(dāng)于在平衡閥30與方向控制閥20之間形成兩個并聯(lián)支路。工作過程中，當(dāng)?shù)醣塾透?0需要伸出(方向控制閥20位于右位)時，壓力油液經(jīng)由常開式開關(guān)閥50、平衡閥30進入吊臂油缸10的無桿腔，其有桿腔的油液隨著吊臂油缸 10的伸出經(jīng)由方向控制閥20流回系統(tǒng)回油油路。當(dāng)?shù)醣塾透?0需要收回(方向控制閥20 位于左位)時，壓力油液進入吊臂油缸10的有桿腔，同時作用于平衡閥30的控制油口，平衡閥30位于右位，吊臂油缸10無桿腔的油液隨著吊臂油缸10的收回經(jīng)由平衡閥30流回， 且常態(tài)下經(jīng)由常開式開關(guān)閥50流回至系統(tǒng)回油油路；此工況下，本方案可根據(jù)負載波動情況選擇平衡閥30與方向控制閥20之間兩個支路中的一者導(dǎo)通，具體地，當(dāng)?shù)醣凼栈刎撦d壓力波動較大時，則調(diào)節(jié)常開式開關(guān)閥50切換至關(guān)閉狀態(tài)，此時吊臂油缸10的回油經(jīng)平衡閥 30、節(jié)流閥40流至回油油路。也就是說，采用節(jié)流閥10增加了吊臂油缸10回縮時大腔的壓力，吸收系統(tǒng)壓力沖擊的能量，因而可以使系統(tǒng)的壓力盡快趨于穩(wěn)定。同時，增加了吊臂回縮初始階段的背壓，可有效地穩(wěn)定負載的波動，從而達到弱化系統(tǒng)壓力波動，進而可有效避免回收過程出現(xiàn)的系統(tǒng)抖動。當(dāng)?shù)醣凼栈刎撦d壓力波動不足以影響系統(tǒng)穩(wěn)定性時，則無桿腔經(jīng)由常開狀態(tài)的開關(guān)閥50流至回油油路，確保收回操作的作業(yè)效率。本方案可根據(jù)操縱性能要求及整機成本等因素，選擇手動控制閥或者采用電液換向閥。優(yōu)選采用電液換向閥，同時根據(jù)吊臂油缸10有桿腔的工作壓力自動實現(xiàn)上述工況的防抖控制，實際操作中，可采用壓力采集裝置60獲取吊臂油缸10的有桿腔工作壓力信號， 由控制器70接收該壓力采集裝置60所獲取的有桿腔工作壓力信號，并以有桿腔工作壓力信號在一定時間長度內(nèi)的波動幅度大于預(yù)設(shè)的壓力波動幅度閾值為條件，輸出換向控制信號至電液換向閥的控制端。顯然，由于本方案通過控制器70進行實際工況的判斷，并輸出控制信號調(diào)節(jié)電液換向閥，因此可自動根據(jù)吊臂收回負載啟用節(jié)流閥40，可完全規(guī)避人工操作延遲所帶來的缺陷，有效提高了系統(tǒng)防抖控制的精度。同樣地，基于現(xiàn)有技術(shù)水平，用于獲取有桿腔工作壓力信號的壓力采集裝置60可以有多種選擇，應(yīng)用理解，只要滿足使用需要均在本申請請求保護的范圍內(nèi)。例如，該壓力采集裝置60具體為設(shè)置在吊臂油缸10的有桿腔連通油路上的壓力傳感器。另外，控制器70優(yōu)選采用PLC控制器，具體可以包括存儲單元、處理單元和輸出單元，請一并參見圖4，該圖示出了與本實施方式中所述控制器的單元框圖。如圖4所示，存儲單元71用于存儲預(yù)設(shè)的壓力波動幅度閾值；處理單元72用于接收所述有桿腔工作壓力信號，并將所述有桿腔工作壓力信號在一定時間長度內(nèi)的波動幅度與預(yù)設(shè)的壓力波動幅度閾值進行比較；輸出單元73根據(jù)處理單元的判斷結(jié)果輸出換向控制信號至電液換向閥(即常開式開關(guān)閥50)的控制端。特別說明的是，本發(fā)明所述節(jié)流閥40和常開式開關(guān)閥50可以采用獨立元件，也可以將兩者集成為一個集成閥組。具有較好的裝配工藝性，便于進行整機的組裝操作。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種吊臂伸縮液控系統(tǒng)，包括帶動臂節(jié)伸縮的吊臂油缸；方向控制閥，設(shè)置在所述吊臂油缸與系統(tǒng)壓力油路和回油油路之間，以控制所述吊臂油缸伸出或者收回；和平衡閥，設(shè)置在所述吊臂油缸的無桿腔連通油路上，所述平衡閥的控制油口與所述吊臂油缸的有桿腔連通；其特征在于，還包括并聯(lián)在所述平衡閥和所述方向控制閥之間的節(jié)流閥和常開式開關(guān)閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的吊臂伸縮液控系統(tǒng)，其特征在于，所述開關(guān)閥具體為電液換向閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的吊臂伸縮液控系統(tǒng)，其特征在于，還包括壓力采集裝置，獲取所述吊臂油缸的有桿腔工作壓力信號；控制器，接收所述壓力采集裝置獲取的有桿腔工作壓力信號，并以所述有桿腔工作壓力信號在一定時間長度內(nèi)的波動幅度大于預(yù)設(shè)的壓力波動幅度閾值為條件，輸出換向控制信號至所述電液換向閥的控制端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的吊臂伸縮液控系統(tǒng)，其特征在于，所述壓力采集裝置具體為設(shè)置在所述吊臂油缸的有桿腔連通油路上的壓力傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的吊臂伸縮液控系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器包括存儲單元，用于存儲所述預(yù)設(shè)的壓力波動幅度閾值；處理單元，接收所述有桿腔工作壓力信號，并將所述有桿腔工作壓力信號在一定時間長度內(nèi)的波動幅度與預(yù)設(shè)的壓力波動幅度閾值進行比較；輸出單元，根據(jù)所述處理單元的判斷結(jié)果輸出換向控制信號至所述電液換向閥的控制端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的吊臂伸縮液控系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器具體為PLC控制器。
7.—種起重機，包括采用吊臂油缸驅(qū)動伸出或者收回的伸縮式吊臂裝置，其特征在于， 還包括如權(quán)利要求I至6中任一項所述的吊臂伸縮液控系統(tǒng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的起重機，其特征在于，所述起重機具體為輪式起重機。
全文摘要
本發(fā)明公開一種吊臂伸縮液控系統(tǒng)，包括方向控制閥、平衡閥和帶動臂節(jié)伸縮的吊臂油缸；其中，所述方向控制閥設(shè)置在所述吊臂油缸與系統(tǒng)壓力油路和回油油路之間，以控制所述吊臂油缸伸出或者收回；所述平衡閥設(shè)置在所述吊臂油缸的無桿腔連通油路上，所述平衡閥的控制油口與所述吊臂油缸的有桿腔連通；還包括并聯(lián)在所述平衡閥和所述方向控制閥之間的節(jié)流閥和常開式開關(guān)閥。與現(xiàn)有技術(shù)相比，在吊臂油缸收回負載壓力波動較大時，節(jié)流閥增加了吊臂油缸回縮時大腔的壓力，吸收系統(tǒng)壓力沖擊的能量，可以使系統(tǒng)的壓力盡快趨于穩(wěn)定，進而可有效避免回收過程出現(xiàn)的系統(tǒng)抖動。在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明還提供一種具有該吊臂伸縮液控系統(tǒng)的起重機。
文檔編號B66C23/693GK102583173SQ20111042855
公開日2012年7月18日 申請日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者東權(quán), 向小強, 朱長建, 李建松, 胡金萍 申請人:徐州重型機械有限公司