專利名稱：一種起重機伸縮油缸防前竄控制閥及伸縮系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種起重機伸縮油缸防前竄控制閥及伸縮系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及工程機械技術(shù)領(lǐng)域，特別是中大噸位起重機的伸縮油缸防前竄控制閥。本實用新型還涉及設(shè)有所述控制閥的起重機伸縮系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
[0002]近年來，市場對中大噸位起重機的作業(yè)高度和起重性能的要求越來越高，對此，起重機吊臂必須由傳統(tǒng)的五節(jié)臂變?yōu)榱?jié)臂，而傳統(tǒng)的雙缸繩排式伸縮系統(tǒng)無法滿足六節(jié)臂的伸縮要求，一種較佳的解決方案是采用單缸插銷伸縮系統(tǒng)。[0003]單缸插銷伸縮系統(tǒng)可實現(xiàn)五節(jié)以上伸縮臂的伸縮，且自身重量較輕，能夠使起重機具有更高的作業(yè)高度和吊重性能，其在大噸位起重機上的應(yīng)用較為廣泛。[0004]為了將單缸插銷伸縮系統(tǒng)的應(yīng)用延伸至中大噸位起重機，即在負載敏感電控閥控系統(tǒng)上應(yīng)用單缸插銷伸縮系統(tǒng)，需解決ー個關(guān)鍵技術(shù)問題，即伸縮油缸前竄的控制。[0005]中大噸位起重機基本采用負載敏感變量泵電控系統(tǒng)，通過控制多路閥的電流從而實現(xiàn)起重機作業(yè)速度的控制，即閥控系統(tǒng)，若直接應(yīng)用單缸插銷伸縮系統(tǒng)，當?shù)醣墼诘徒嵌葧r，會出現(xiàn)自動外伸和油缸停不住的問題，導致伸縮油缸過度伸出而碰壞伸縮油缸頭部和伸臂滑塊。[0006]請參考圖1，圖I為單缸插銷式伸縮系統(tǒng)的伸縮油缸與其內(nèi)部芯管的油路示意圖。[0007]如圖所示，伸縮油缸前竄的驅(qū)動カ由伸縮油缸的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和單缸插銷伸縮系統(tǒng)的形式?jīng)Q定，單缸插銷伸縮系統(tǒng)的缸銷油缸、臂銷油缸的控制采用液壓油控制，其液壓油源的供油采用伸縮油缸內(nèi)部芯管結(jié)構(gòu)供油，芯管3的一端與缸筒I相連，另一端與活塞桿2相連，伸縮油缸伸縮時，會帶動芯管3伸縮。[0008]反之，當控制缸銷油缸或臂銷油缸時，芯管3內(nèi)充滿壓力油，該壓カ油就會在芯管的環(huán)形面上產(chǎn)生液壓作用力，使芯管3的內(nèi)外兩部分產(chǎn)生相互拔開的驅(qū)動力，進而驅(qū)動伸縮油缸的缸筒I和活塞桿2發(fā)生相對運動。[0009]為防止伸縮油缸前竄，則必須產(chǎn)生ー個阻力，去抵消前竄驅(qū)動力，采用的技術(shù)方案是在不需要伸縮油缸前行時，切斷伸縮油缸有桿腔的回油，使伸縮油缸的有桿腔產(chǎn)生一定的油壓(即背壓)，形成ー個反作用力，阻止伸縮油缸前竄。[0010]請參考圖2,圖2為現(xiàn)有技術(shù)中一種典型的起重機伸縮系統(tǒng)的局部液壓原理圖。[0011]如圖所示，該液壓系統(tǒng)為泵控系統(tǒng)，起重機作業(yè)速度通過調(diào)節(jié)液壓泵的排量進行控制，其伸縮油缸4的有桿腔油路上設(shè)有一部分防前竄閥塊5。[0012]為達到良好的節(jié)能要求，盡量減小伸縮系統(tǒng)在伸縮過程中的壓カ損失，防前竄閥塊5采用邏輯插裝閥，其環(huán)面油ロ與伸縮油缸4的有桿腔連通，端面油ロ與主閥6連通，能產(chǎn)生約3MPa的背壓。[0013]上述背壓壓カ值的建立要依靠插裝閥的彈簧與環(huán)面上的作業(yè)カ相平衡來實現(xiàn)。但是，在起重機伸縮臂正常伸運動時，要使插裝閥開啟，則插裝閥的環(huán)面上必須產(chǎn)生3MPa的壓力，其端面油ロ A的壓カ隨主閥的開ロ而變化，在閥芯大開ロ時壓カ值為0. 8MPa，則插裝閥在工作中必然損失2. 2MPa的壓力。[0014]其次，在高壓狀態(tài)下，當外圍條件失效時，這種防前竄閥塊無防止油缸 爆裂的功能，存在伸縮油缸爆裂的風險，伸縮油缸為大型執(zhí)行元件，其造價十分昂貴，一旦爆裂將帶來嚴重的經(jīng)濟損失。[0015]再者，該方式對插裝閥的加工精度要求較高，導致不能完全滿足要求的次品較多， 制造成本始終維持在較高水平。[0016]因此，在能夠提供有效背壓的前提下，如何使伸縮油缸正常外伸時，流量能夠全速通過而不產(chǎn)生壓カ損失，同時，在高壓狀態(tài)下，能防止伸縮油缸爆裂，且成本相對較低，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問題。實用新型內(nèi)容[0017]本實用新型的第一目的是提供一種起重機伸縮油缸防前竄控制閥。該控制閥不僅能夠為伸縮油缸提供有效背壓，而且在伸縮油缸正常外伸時，流量能夠全速通過而不產(chǎn)生壓カ損失，同時，在高壓狀態(tài)下，能防止伸縮油缸爆裂，且成本相對較低。[0018]本實用新型的第二目的是提供一種設(shè)有所述控制閥的起重機伸縮系統(tǒng)。[0019]為了實現(xiàn)上述第一目的，本實用新型提供一種起重機伸縮油缸防前竄控制閥，該閥集成有插裝閥和換向閥，其閥體具有第一油ロ、第二油ロ及第三油ロ；[0020]所述第一油ロ為進油ロ，與所述插裝閥的端面油ロ連通；所述第二油ロ為回油ロ， 與所述插裝閥的環(huán)面油ロ連通；所述第三油ロ為泄油ロ ；[0021]所述換向閥具有第一油ロ、第二油ロ及第三油ロ，其中第一油ロ與所述插裝閥的彈簧腔連通，第二油口和第三油ロ分別與所述泄油ロ連通，且第三油ロ的油路上設(shè)有背壓部件；[0022]所述換向閥具有兩個工作位置在第一工作位置，其第一油ロ與第二油ロ連通； 在第二工作位置，其第一油ロ與第三油ロ連通。[0023]優(yōu)選地，所述背壓部件為溢流閥。[0024]優(yōu)選地，所述溢流閥具體為直動式溢流閥。[0025]優(yōu)選地，所述背壓部件為阻尼。[0026]優(yōu)選地，所述阻尼包括相互串聯(lián)的第一阻尼和第二阻尼。[0027]優(yōu)選地，所述第一阻尼為￠0. 8的阻尼，所述第二阻尼為￠0. 6的阻尼。[0028]優(yōu)選地，所述插裝閥的閥芯設(shè)有連通其端面油口和彈簧腔的油路，并在該油路上設(shè)有內(nèi)阻尼。[0029]優(yōu)選地，所述閥體進ー步設(shè)有第四油口和第五油ロ ；所述第四油ロ為第一測壓油 ロ，與所述插裝閥的端面油ロ連通；所述第五油ロ為第二測壓油ロ，與所述插裝閥的環(huán)面油 ロ連通。[0030]優(yōu)選地，所述換向閥為二位三通電磁換向閥。[0031]為實現(xiàn)上述第二目的，本實用新型還提供一種起重機伸縮系統(tǒng)，包括伸縮油缸、主閥和防前竄控制閥，所述防前竄控制閥的進油ロ與所述伸縮油缸的有桿腔連通，所述防前竄控制閥的回油ロ與所述主閥連通，所述防前竄控制閥為上述任一項所述的起重機伸縮油缸防前竄控制閥。[0032]本實用新型所提供的起重機伸縮油缸防前竄控制閥集成有插裝閥和換向閥，其閥體具有第一油ロ、第二油ロ及第三油ロ，其中第一油ロ為進油ロ，與插裝閥的端面油ロ連通，第二油ロ為回油ロ，與插裝閥的環(huán)面油ロ連通，第三油ロ為泄油ロ。[0033]使用時，第一油ロ連接伸縮油缸的有桿腔，第二油ロ連接伸縮油缸的主閥，通過換向閥能夠在背壓狀態(tài)和非背壓狀態(tài)間進行切換，在伸縮油缸起動、停止階段，該閥處于背壓狀態(tài)，能夠為伸縮油缸的有桿腔提供一定的背壓值，確保伸縮油缸不會自動外伸并能夠及時停止，在伸縮油缸正常的伸臂運動中，該閥處于非背壓狀態(tài)，液壓油可全速通過，不會引起額外的節(jié)流損失，壓カ損失較小，節(jié)能效果顯著。[0034]此外，該閥對插裝閥的加工精度要求相對較低，可有效降低制造成本，且不必更改伸縮系統(tǒng)中的其它液壓元件。[0035]在ー種具體實施方式
中，所述插裝閥的閥芯設(shè)有連通其端面油口和彈簧腔的油路，并在該油路上設(shè)有內(nèi)阻尼。這種采用阻尼網(wǎng)絡(luò)形式建立背壓的方式，在超高壓狀態(tài)下， 通過插裝閥內(nèi)阻尼、第一阻尼和第二阻尼能夠在閥芯前后產(chǎn)生較大的壓差，使插裝閥彈簧腔壓カ和面積的乘積小于端面的壓カ和端面面積的乘積，從而使插裝閥自動開啟，在外圍條件失效時，能夠?qū)ι炜s油缸進行安全保護，避免伸縮油缸爆裂。[0036]本實用新型所提供的起重機伸縮系統(tǒng)設(shè)有上述起重機伸縮油缸防前竄控制閥，由于上述起重機伸縮油缸防前竄控制閥具有上述技術(shù)效果，設(shè)有該控制閥的起重機伸縮系統(tǒng)也應(yīng)具備相應(yīng)的技術(shù)效果。


[0037]圖I為單缸插銷式伸縮系統(tǒng)的伸縮油缸與其內(nèi)部芯管的油路示意圖；[0038]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中ー種典型的起重機伸縮系統(tǒng)的局部液壓原理圖；[0039]圖3為本實用新型所提供起重機伸縮油缸防前竄控制閥的ー種具體實施方式
的液壓原理圖；[0040]圖4為本實用新型所提供起重機伸縮油缸防前竄控制閥的另ー種具體實施方式
的液壓原理圖；[0041]圖5為本實用新型所提供起重機伸縮油缸防前竄控制閥應(yīng)用于伸縮系統(tǒng)的局部液壓原理圖。[0042]圖I至圖2中[0043]I.缸筒 2.活塞桿 3.芯管 4.伸縮油缸 5.防前竄閥塊 6.主閥[0044]圖3至圖5中[0045]10.閥體 20.插裝閥 30.換向閥 40.溢流閥 50.內(nèi)阻尼 60.第一阻尼 70.第二阻尼 80.伸縮油缸 90.主閥具體實施方式
[0046]本實用新型的核心是提供一種起重機伸縮油缸防前竄控制閥。該控制閥不僅能夠為伸縮油缸提供有效背壓，而且在伸縮油缸正常外伸時，流量能夠全速通過而不產(chǎn)生壓力損失，同時，在高壓狀態(tài)下，能防止伸縮油缸爆裂，且成本相對較低。[0047]本實用新型的另ー核心是提供一種設(shè)有所述控制閥的起重機伸縮系統(tǒng)。[0048]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實用新型方案，
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進ー步的詳細說明。[0049]請參考圖3，圖3為本實用新型所提供起重機伸縮油缸防前竄控制閥的ー種具體實施方式
的液壓原理圖。[0050]在ー種具體實施方式
中，本實用新型提供的控制閥為集成閥，該閥集成有插裝閥 20和換向閥30，其閥體10上具有第一油ロ A、第二油ロ B、第三油ロ Y、第四油ロ MA及第五油 ロ MB0[0051]第一油ロ A為進油ロ，與插裝閥20的端面油ロ連通；第二油ロ B為回油ロ，與插裝閥20的環(huán)面油ロ連通；第三油ロ Y為泄油ロ，接泄漏裝置，如泄漏集流管，最后回油箱;第四油ロ MA和第五油ロ MB分別為第一測壓油口和第二測壓油ロ，用于連接測壓接頭，第四油 ロ MA與插裝閥20的端面油ロ連通，第五油ロ MB與插裝閥20的環(huán)面油ロ連通。[0052]換向閥30為二位三通電磁換向閥，該換向閥具有三個油ロ 其中第一油ロ與插裝閥20的彈簧腔連通，第二油口和第三油ロ分別與泄油ロ Y連通，且第三油ロ的油路上設(shè)有溢流閥40，通過溢流閥40實現(xiàn)背壓壓カ值的建立，具體可選擇泄漏量很小的直動式溢流閥。[0053]插裝閥20的閥芯20-1設(shè)有連通其端面油口和彈簧腔的油路，并在該油路上設(shè)有內(nèi)阻尼50。[0054]換向閥30具有兩個工作位置在第一工作位置，其第一油ロ與第二油ロ連通；在第二工作位置，其第一油ロ與第三油ロ連通。[0055]控制閥具有背壓和非背壓兩種工作狀態(tài)，通過換向閥30進行切換[0056]當換向閥30左位工作時，插裝閥20的彈簧腔通過換向閥30與閥體10的第三油 ロ Y連通，此時，控制閥處于非背壓狀態(tài)，從第一油ロ A進入插裝閥20端面油ロ的液壓油只需克服彈簧的壓カ即可將插裝閥開啟，其流量可全速通過第二油ロ B，幾乎不產(chǎn)生壓カ損失，從而確保伸縮臂能夠正常外伸。[0057]當換向閥30右位工作時，插裝閥20的彈簧腔通過換向閥30與閥體10的第三油 ロ Y連通，此時，控制閥處于背壓狀態(tài)，從第一油ロ A進入插裝閥20端面油ロ的液壓油需克服彈簧的壓カ和溢流閥40的設(shè)定壓力才能將插裝閥開啟，從而為伸縮油缸提供一定的背壓值。[0058]以百噸級汽車起重機為例，其伸縮油缸缸徑為160mm，活塞桿桿徑為140mm。根據(jù)伸縮油缸內(nèi)部結(jié)構(gòu)尺寸，可計算得出前竄驅(qū)動力的大小約為12717N，則需要的背壓為 2. 7MPa，考慮到摩擦力、管路壓カ損失等影響(按0.3MPa估計)，最終確定的背壓值為 3MPa，因此溢流閥40的設(shè)定壓カ為3MPa。[0059]請參考圖4，圖4為本實用新型所提供起重機伸縮油缸防前竄控制閥的另ー種具體實施方式
的液壓原理圖。[0060]在另ー種具體實施方式
中，本實用新型提供的控制閥為集成閥，該閥集成有插裝閥20和換向閥30，其閥體10上具有第一油ロ A、第二油ロ B、第三油ロ Y、第四油ロ MA及第五油ロ MB,在結(jié)構(gòu)上與上述第一種具體實施方式
基本相同,不同之處就在于,其背壓部件為阻尼。[0061]阻尼包括相互串聯(lián)的第一阻尼60和第二阻尼70，該控制方式的關(guān)鍵是如何選取阻尼孔的大小，若需要的背壓值為3MPa，通過液壓阻尼網(wǎng)絡(luò)的計算，最終確定第一阻尼60 為小0. 8的阻尼,第二阻尼70為4>0. 6的阻尼。[0062]這種采用阻尼網(wǎng)絡(luò)形式建立背壓的方式，在超高壓狀態(tài)下，通過插裝閥20的內(nèi)阻尼50、第一阻尼60和第二阻尼70能夠在閥芯前后產(chǎn)生較大的壓差，使插裝閥20彈簧腔壓力和面積的乘積小于端面的壓カ和端面面積的乘積，從而使插裝閥20自動開啟，在外圍條件失效時，能夠?qū)ι炜s油缸進行安全保護，避免伸縮油缸爆裂。[0063]相對于采用溢流閥40進行背壓的方式而言，前者受出廠設(shè)定不合格、用戶隨意調(diào)整等因素的影響會引起意外事故，而采用阻尼進行背壓具備更高的液壓系統(tǒng)可靠性。另外， 其價格成本也更低。[0064]以上實施例中的控制閥在伸縮油缸起動、停止階段處于背壓狀態(tài)，能夠為伸縮油缸的有桿腔提供一定的背壓值，確保伸縮油缸不會自動外伸井能夠及時停止，在伸縮油缸正常的伸臂運動中處于非背壓狀態(tài)，液壓油可全速通過，不會引起額外的節(jié)流損失，壓カ損失較小，節(jié)能效果顯著。[0065]此外，該控制閥對插裝閥的加工精度要求相對較低，可有效降低制造成本，且不必更改伸縮系統(tǒng)中的其它液壓元件。[0066]上述控制閥僅是ー種優(yōu)選方案，具體并不局限于此，在此基礎(chǔ)上可根據(jù)實際需要作出具有針對性的調(diào)整，從而得到不同的實施方式。例如，采用其它換向閥代替二位三通電磁閥等等。由于可能實現(xiàn)的方式較多，這里就不再一一舉例說明。[0067]請參考圖5，圖5為本實用新型所提供起重機伸縮油缸防前竄控制閥應(yīng)用于伸縮系統(tǒng)的局部液壓原理圖。[0068]除了上述起重機伸縮油缸防前竄控制閥，本實用新型還提供一種起重機伸縮系統(tǒng)，包括伸縮油缸、主閥和防前竄控制閥，所述防前竄控制閥為上述起重機伸縮油缸防前竄控制閥，其閥體10的第一油ロ A與伸縮油缸80的有桿腔連通，閥體10的第二油ロ B與主閥90連通，其余結(jié)構(gòu)請參考現(xiàn)有技術(shù)，本文不再贅述。[0069]以上對本實用新型所提供的起重機伸縮油缸防前竄控制閥及伸縮系統(tǒng)進行了詳細介紹。本文中應(yīng)用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的核心思想。應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以對本實用新型進行若干改進和修飾， 這些改進和修飾也落入本實用新型權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種起重機伸縮油缸防前竄控制閥，其特征在于，該閥集成有插裝閥和換向閥，其閥體具有第一油口、第二油口及第三油口 ； 所述第一油口為進油口，與所述插裝閥的端面油口連通；所述第二油口為回油口，與所述插裝閥的環(huán)面油口連通；所述第三油口為泄油口 ； 所述換向閥具有第一油口、第二油口及第三油口，其中第一油口與所述插裝閥的彈簧腔連通，第二油口和第三油口分別與所述泄油口連通，且第三油口的油路上設(shè)有背壓部件； 所述換向閥具有兩個工作位置在第一工作位置，其第一油口與第二油口連通；在第二工作位置，其第一油口與第三油口連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的起重機伸縮油缸防前竄控制閥，其特征在于，所述背壓部件為溢流閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的起重機伸縮油缸防前竄控制閥，其特征在于，所述溢流閥具體為直動式溢流閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的起重機伸縮油缸防前竄控制閥，其特征在于，所述背壓部件為阻尼。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的起重機伸縮油缸防前竄控制閥，其特征在于，所述阻尼包括相互串聯(lián)的第一阻尼和第二阻尼。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的起重機伸縮油缸防前竄控制閥，其特征在于，所述第一阻尼為Φ0. 8的阻尼，所述第二阻尼為Φ0. 6的阻尼。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6任一項所述的起重機伸縮油缸防前竄控制閥，其特征在于，所述插裝閥的閥芯設(shè)有連通其端面油口和彈簧腔的油路，并在該油路上設(shè)有內(nèi)阻尼。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的起重機伸縮油缸防前竄控制閥，其特征在于，所述閥體進一步設(shè)有第四油口和第五油口 ；所述第四油口為第一測壓油口，與所述插裝閥的端面油口連通；所述第五油口為第二測壓油口，與所述插裝閥的環(huán)面油口連通。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至6任一項所述的起重機伸縮油缸防前竄控制閥，其特征在于，所述換向閥為二位三通電磁換向閥。
10.一種起重機伸縮系統(tǒng)，包括伸縮油缸、主閥和防前竄控制閥，所述防前竄控制閥的進油口與所述伸縮油缸的有桿腔連通，所述防前竄控制閥的回油口與所述主閥連通，其特征在于，所述防前竄控制閥為上述權(quán)利要求I至9任一項所述的起重機伸縮油缸防前竄控制閥。
專利摘要本實用新型公開了一種起重機伸縮油缸防前竄控制閥，該閥集成有插裝閥和換向閥，其閥體具有第一油口、第二油口及第三油口；所述第一油口為進油口，與所述插裝閥的端面油口連通；所述第二油口為回油口，與所述插裝閥的環(huán)面油口連通；所述第三油口為泄油口；所述換向閥具有第一油口、第二油口及第三油口，其中第一油口與所述插裝閥的彈簧腔連通，第二油口和第三油口分別與所述泄油口連通，且第三油口的油路上設(shè)有背壓部件。該控制閥不僅能夠為伸縮油缸提供有效背壓，而且在伸縮油缸正常外伸時，流量能夠全速通過而不產(chǎn)生壓力損失，同時，在高壓狀態(tài)下，能防止伸縮油缸爆裂，且成本相對較低。本實用新型還公開了一種設(shè)有所述控制閥的起重機伸縮系統(tǒng)。
文檔編號F15B13/02GK202381429SQ20112052438
公開日2012年8月15日 申請日期2011年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月14日
發(fā)明者唐紅彩, 焦國旺, 王必旺 申請人:徐州重型機械有限公司