專利名稱：：卷徑敏感恒速恒拉力液壓絞盤及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及絞盤，尤其涉及巻徑敏感恒速恒拉力液壓絞盤。技術(shù)背景隨著絞盤的普及，其用途不斷擴大，不僅在休閑運動車、越野車、大卡車上作為自救工具使用，還在工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。當需要拉力不大時，可以采用電動絞盤，但對于牽引拉力大且要求連續(xù)工作的場合，靠電動絞盤就無法勝任，這時就需要液壓絞盤?，F(xiàn)有技術(shù)中的液壓絞盤通常為額定拉力絞盤，輸出過程中轉(zhuǎn)矩不變。其缺點在于拉重物時速度上不去，而拉輕物時馬達又浪費排量。且其各層的拉力與鋼絲繩的線速度都隨鋼絲繩巻繞在巻筒上的巻徑的變化而變化，這對一些拉力和線速度要求恒定的場合，無法按需要準確地、均勻地提供一個穩(wěn)定速度。為此，國外也有使用定量馬達和雙滾筒式或儲繩筒式機械結(jié)構(gòu)相結(jié)合的恒速恒拉力絞盤，但是這種機械結(jié)構(gòu)的絞盤整體體積大、價格非常高，普通用戶無法承受這樣的價格。因此一直沒有得到推廣應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供巻徑敏感恒速恒拉力液壓絞盤及其控制方法，在液壓源提供額定的輸出壓力并保持恒定且負載力也恒定的情況下，使絞盤工作在各層的速度保持恒定。能夠在節(jié)約成本的情況下，高效地利用液壓源的輸出功率，盡可能地提高絞盤的工作性能，當液壓源實際輸出壓力比額定壓力更高時，絞盤能夠提供比額定工況時更高的速度或更大的拉力；當實際負載拉力低于額定拉力時，絞盤可提供比額定負載狀況下更快的速度。無論處于何種工作狀態(tài)，絞盤只要能工作，都能夠保持恒速恒拉力的特征。為了達到所述目的，所述巻徑敏感恒速恒拉力液壓絞盤在工作過程中采用變排量馬達，利用巻徑敏感控制系統(tǒng)使變排量馬達的輸出轉(zhuǎn)矩隨巻徑的增加而增加。優(yōu)選的，巻徑敏感系統(tǒng)包括連接油箱的電磁換向閥，電磁換向閥有A、B兩路輸出，A路由電磁換向閥經(jīng)單向節(jié)流閥一連接到到液控變量馬達中；B路由電磁換向閥經(jīng)單向節(jié)流閥二連接到平衡閥，平衡閥連接到液控變量馬達中，單向節(jié)流閥二上還連有連接著固定阻尼器的壓差控制比例節(jié)流閥，壓差控制比例節(jié)流閥另一端也連接到液控變量馬達中，另一端也連接到液控變量馬達中，B路上的平衡閥連接在A路靠近液控變量馬達處。這樣的結(jié)構(gòu)依靠平衡閥的關(guān)閉狀態(tài)實現(xiàn)絞盤的制動。優(yōu)選的，所述巻徑敏感系統(tǒng)包括連接油箱的電磁換向閥，電磁換向閥有A、B兩路輸出，A路由電磁換向閥經(jīng)單向節(jié)流閥一連接到到液控變量馬達中；B路由電磁換向閥經(jīng)單向節(jié)流閥二連接到液控單向閥，液控單向閥連接到液控變量馬達中，單向節(jié)流閥二上還連有連接著固定阻尼器的壓差控制比例節(jié)流閥，壓差控制比例節(jié)流閥另一端也連接到液控變量馬達中，B路上的液控單向閥和A路電磁換向閥與單向節(jié)流閥連接處連接。這樣的結(jié)構(gòu)依靠液控單向閥的關(guān)閉狀態(tài)和機械制動實現(xiàn)雙重制動。優(yōu)選的，所述巻徑敏感系統(tǒng)包括連接油箱的電磁換向閥，電磁換向闊有A、B兩路輸出，A路直接連接液控變量馬達中，B路通過平衡閥連接到液控變量馬達中，油箱連入電磁換向閥處設(shè)有手動節(jié)流閥，手動節(jié)流閥所述平衡閥通過電磁換向閥連接到壓差控制節(jié)流閥中。優(yōu)選的，所述巻徑敏感系統(tǒng)包括連接油箱的電磁換向閥，電磁換向閥有A、B兩路輸出，A路由電磁換向閥經(jīng)單向節(jié)流閥一連接到到液控變量馬達中；B路由電磁換向閥經(jīng)單向節(jié)流閥二連接到平衡閥，平衡閥連接到液控變量馬達中，液控變量馬達控制口上還連有連接著固定阻尼器的壓差控制比例節(jié)流閥，壓差控制比例節(jié)流閥其余兩端分別連接在單向節(jié)流閥二的兩端，B路上的平衡閥連接在A路靠近液控變量馬達處。這樣的結(jié)構(gòu)由平衡閥控制負載下放的速度。優(yōu)選的，所述巻徑敏感系統(tǒng)全部設(shè)置在一塊油路板上。這樣維修時可以將整塊油路板拆卸下來更換，方便快捷，也保證了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。由于采用了所述結(jié)構(gòu)，本發(fā)明采用液控變量馬達和巻徑敏感系統(tǒng)能自動地保持絞盤各層的拉力和線速度不變，使油源系統(tǒng)的原動機始終工作在最佳效率點，提高系統(tǒng)能量利用率，具有明顯的節(jié)能效果。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明圖1為本發(fā)明巻徑敏感恒速恒拉力液壓絞盤液控變量馬達控制壓力與排量關(guān)系示意圖。圖2為本發(fā)明巻徑敏感恒速恒拉力液壓絞盤實施例1不意圖。圖3為本發(fā)明巻徑敏感恒速恒拉力液壓絞盤實施例2示意圖。圖4為本發(fā)明巻徑敏感恒速恒拉力液壓絞盤實施例3示意圖。圖5為本發(fā)明巻徑敏感恒速恒拉力液壓絞盤實施例4(1)示意圖。圖6為本發(fā)明巻徑敏感恒速恒拉力液壓絞盤實施例4(2)示意圖。具體實施方式本發(fā)明巻徑敏感恒速恒拉力液壓絞盤的控制方法是在工作過程中采用變排量馬達，利用由巻徑敏感控制系統(tǒng)使變排量馬達的輸出轉(zhuǎn)矩隨巻徑的增加而增在整個工作過程中，馬達的輸出轉(zhuǎn)矩隨巻徑增加而增加，通過采用變排量馬達，利用巻徑敏感控制系統(tǒng)，使變排量馬達輸出轉(zhuǎn)矩隨巻徑的增加而增加，從而保持絞盤在各層的拉力和線速度保持恒定。由于負載功率滿足如下關(guān)系式p負載二FV因此，在負載拉力及速度恒定的情況下，其功率p貞^恒定。從能量守恒角度來看，負載與馬達的功率滿足如下關(guān)系式P負載二P馬達*"式中r為機械效率。假定機械效率為常數(shù)。則要求馬達能適應(yīng)負載的變化，始終為負載提供恒定的輸出功率。馬達輸出功率滿足如下關(guān)系式p馬達*x《式中Ap為馬達進出口壓差，《為流經(jīng)馬達的流量。因此，只要確保馬達的流量和進出口壓差保持恒定，就可以使馬達輸出功率保持恒定。根據(jù)是否需要垂直起吊重物，提出兩種液壓控制解決方案一針對需要垂直起吊重物或?qū)ο路胚^程的平穩(wěn)性有特殊要求的情況，采用平衡閥2作為制動控制單元，同時取消機械制動單元。平衡閥2在制動和下放過程中起作用，平衡重力的影響，使下放過程平穩(wěn)可控。二針對不需要垂直起吊重物的情況，采用液控單向閥4作為制動單元。其控制口1的壓力與排量的關(guān)系如圖1所示。如圖2所示為本發(fā)明實施例1:其中上拉負載時主油路此工況下，電磁換向閥9工作于右位。高壓油經(jīng)電磁換向閥9、單向節(jié)流閥二6、平衡閥2、液控變量馬達、單向節(jié)流閥一3、電磁換向閥9回到油箱。先導油路壓差控制比例節(jié)流閥7與固定阻尼器8—起構(gòu)成一個液壓半橋，控制液控變量馬達的控制口l壓力。單向節(jié)流閥二6的入口壓力作用于壓差控制比例節(jié)流閥7的閥芯右側(cè)控制腔面積，同時，單向節(jié)流閥二6的出口壓力^2作用于壓差控制比例節(jié)流閥(7)的闊芯左側(cè)控制腔面積。單向節(jié)流閥二6的進出口壓差A;^pl-;;2使壓差控制比例節(jié)流閥7的閥芯向左運動，壓差控制比例節(jié)流閥7的閥芯左側(cè)安裝復位彈簧，該彈簧的預緊力使閥芯向右運動。平衡狀態(tài)下，彈簧的預緊力與單向節(jié)流閥二6的進出口壓差所形成的等效推力大小相等、方向相反。平衡閥2先導控制壓力來自液控變量馬達的A路，此工況下，平衡閥2不起作用，壓力油通過平衡閥內(nèi)部單向閥直接進入液控變量馬達的B路。控制原理絞盤巻徑增大一負載扭矩增加一液控變量馬達B路壓力增大一單向節(jié)流閥二6出口壓力加大一單向節(jié)流閥二6的進出口壓差減少一壓差控制比例節(jié)流閥7的閥口通流面積減少一液控變量馬達的控制口1壓力減少一液控變量馬達的排量增大一液控變量馬達B路壓力減少一單向節(jié)流閥二6出口壓力減少一單向節(jié)流閥二6的進出口壓差增大。由上述控制過程中油路中有關(guān)變量的變化趨勢可以看出，該控制系統(tǒng)構(gòu)成一個負反饋回路。通過合理設(shè)計壓差控制比例節(jié)流閥7和固定阻尼器8的參數(shù)，可以保持單向節(jié)流閥一3的進出口壓差保持恒定。由于單向節(jié)流閥一3的流量Q和其進出口壓差AP的關(guān)系符合如下數(shù)學關(guān)系式中^/為流量系數(shù)，是常數(shù)，一般取0.64;為手動單向節(jié)流閥一3的閥口開度，可以手工調(diào)定，對特定工作過程而言是常數(shù)；P是油液密度，一般取870千克/立方米。因此，流經(jīng)單向節(jié)流閥一3的流量Q保持恒定。如果油源提供的壓力Ps保持恒定的話，液控變量馬達兩個工作油路的壓差也會保持恒定。可知液控變量馬達輸出的功率也保持恒定。因此，在負載壓力不變的情況下，負載速度也保持恒定，不隨巻徑的變化而變化。綜上所述，在牽引負載的工況下，圖2所示的油路可以實現(xiàn)對負載的恒速恒拉力的控制目標。當下放負載時電磁換向閥9工作于左位。高壓油經(jīng)電磁換向閥9、單向節(jié)流閥一3、液控變量馬達、平衡閥2、單向節(jié)流閥二6、電磁換向閥9回到油箱。液控變量馬達的先導控制油路與上拉負載時相同。此時，單向節(jié)流閥一3的進出口壓差Ap二p1-p2<0，故作用于壓差控制比例節(jié)流閥7的閥芯上的液壓力和彈簧力方向均向右，則壓差控制比例節(jié)流閥7始終處于關(guān)閉狀態(tài)，液控主油路:先導油路:變量馬達的先導控制壓力《=0，液控變量馬達的排量保持在最大狀態(tài)。平衡閥2的先導控制壓力來液壓自變量馬達的A路，此工況下，平衡閥2起作用，該閥起自動平衡重力的作用，使液控變量馬達A路壓力保持在設(shè)定值，液控變量馬達在重力負載的作用下失速，由平衡閥2和單向節(jié)流閥一3—起控制負載下放的速度。制動主油路電磁換向閥9工作于中位。其工作油口均與回油口相連，處于卸壓狀態(tài)。先導油路此時，單向節(jié)流閥二6的進出口壓差厶/=^1-;72=0，故作用于壓差控制比例節(jié)流閥7的閥芯在彈簧力的作用下始終處于關(guān)閉狀態(tài)，液控變量馬達的先導控制壓力為零，液控變量馬達的排量保持在最大狀態(tài)。平衡闊2的先導控制壓力來自液控變量馬達的A路，此工況下，該控制壓力為零，平衡閥2關(guān)閉，液控變量馬達處于制動狀態(tài)。如圖3所示為本發(fā)明實施例2::所述巻徑敏感系統(tǒng)包括連接油箱的電磁換向閥9，電磁換向閥9有A、B兩路輸出，A路由電磁換向閥9經(jīng)單向節(jié)流閥一3連接到到液控變量馬達中；B路由電磁換向閥9經(jīng)單向節(jié)流閥二6連接到液控單向閥4，液控單向閥4連接到液控變量馬達中，單向節(jié)流閥二6上還連有連接著固定阻尼器8的壓差控制比例節(jié)流閥7，壓差控制比例節(jié)流閥7另一端也連接到液控變量馬達控制口1中，B路上的液控單向閥4和A路電磁換向閥9與單向節(jié)流閥一3連接處連接。當處于上拉負載時，主油路電磁換向閥9工作于右位。高壓油經(jīng)電磁換向閥9、單向節(jié)流閥二6、液控單向閥4、液控變量馬達、單向節(jié)流閥一3、電磁換向閥9回到油箱。先導油路壓差控制比例節(jié)流閥7與固定阻尼器8—起構(gòu)成一個液壓半橋，控制液控變量馬達的控制口l壓力。單向節(jié)流閥二6的入口壓力作用于壓差控制比例節(jié)流閥7的閥芯右側(cè)控制腔面積，同時，單向節(jié)流閥二6的出口壓力^2作用于壓差控制比例節(jié)流閥(7)的閥芯左側(cè)控制腔面積。單向節(jié)流閥二6的進出口壓差A;^^-^2使壓差控制比例節(jié)流閥7的閥芯向左運動，壓差控制比例節(jié)流閥7的閥芯左側(cè)安裝復位彈簧，該彈簧的預緊力使閥芯向右運動。平衡狀態(tài)下，彈簧的預緊力與單向節(jié)流閥二6的進出口壓差所形成的等效推力大小相等、方向相反。液控單向闊4的先導控制壓力來自電磁換向閥9的A路，此工況下，壓力油按單向節(jié)流閥二6的正方向進入液控變量馬達的B路，與其先導控制油壓力無下放負載主油路電磁換向閥9工作于左位。高壓油經(jīng)電磁換向閥9、單向節(jié)流閥一3、、液控單向閥4、單向節(jié)流閥二6、電磁換向閥9回到油箱。先導油路此時，單向節(jié)流閥二6的進出口壓差Ap二p1-戶2=0，故作用于壓差控制比例節(jié)流閥7的閥芯上的液壓力和彈簧力方向均向右，則壓差控制比例節(jié)流閥7始終處于關(guān)閉狀態(tài)，液控變量馬達的先導控制壓力為零，液控變量馬達的排量保持在最大狀態(tài)。液控單向閥4的先導控制壓力來自電磁換向閥9的A路，此工況下，電磁換向閥A路壓力通高壓，強制使液控單向閥4處于開啟狀態(tài)，確保主油路導通。這樣可以由機械制動器和單向節(jié)流閥一3—起控制負載的下放速度。制動電磁換向閥9工作于中位。其工作油口均與回油口相連，處于卸壓狀態(tài)。先導油路此時，單向節(jié)流閥一3的進出口壓差，故作用于壓差控制比例節(jié)流閥7的閥芯在彈簧力的作用下始終處于關(guān)閉狀態(tài)，液控變量馬達的先導控制壓為零，液控變量馬達的排量保持在最大狀態(tài)。此時液控單向閥4的先導控制壓力來自電磁換向閥9的A路，此工況下，該控制壓力為零，液控單向閥4關(guān)閉，液控變量馬達處于制動狀態(tài)。如圖4所示為本發(fā)明實施例3:所述巻徑敏感系統(tǒng)包括連接油箱的電磁換向閥9，電磁換向閥9有A、B兩路輸出，A路直接連接液控變量馬達中，B路通過平衡閥2連接到液控變量馬達中，油箱連入電磁換向閥處設(shè)有手動節(jié)流闊11，手動節(jié)流閥11與所述平衡閥2通過電磁換向閥9連接到壓差控制節(jié)流閥7中上拉負載主油路此工況下，電磁換向閥9工作于右位。高壓油經(jīng)單向節(jié)流閥ll、電磁換向閥9、平衡換向閥3、液控變量馬達、電磁換向閥9回到油箱。先導油路壓差控制節(jié)流闊5與固定節(jié)流孔7—起構(gòu)成一個液壓半橋，控制液控變量馬達的控制口1壓力。手動節(jié)流閥11的入口壓力作用于壓差控制節(jié)流闊5的閥芯右側(cè)控制腔面積，同時，手動節(jié)流閥ll的出口壓力作用于壓差控制節(jié)流闊5的閥芯左側(cè)控制腔面積。手動節(jié)流閥11的進出口壓差使壓差控制節(jié)流閥5的閥芯向左運動，壓差控制節(jié)流閥5的閥芯左側(cè)安裝復位彈簧，該彈簧的預緊力使閥芯向右運動。平衡狀態(tài)下，彈簧的預緊力與手動節(jié)流閥11的進出口壓差所形成的等效推力大小相等、方向相反。平衡閥2先導控制壓力來自液控變量馬達的A路，此工況下，平衡閥2不起作用，壓力油通過平衡閥內(nèi)部單向閥直接進入液控變量馬達的B路?？刂圃斫g盤巻徑上升一負載扭矩上升一液控變量馬達B路壓力上升一手動節(jié)流閥11出口壓力上升一手動節(jié)流閥11的進出口壓差下降一壓差控制節(jié)流閥5的閥口通流面積下降一液控變量馬達的控制油口壓力PX下降一液控變量馬達的排量Vg上升一液控變量馬達B路壓力下降一手動節(jié)流閥ll出口壓力下降一手動節(jié)流閥11的進出口壓差上升當處于下放負載時，主油路電磁換向閥9工作于左位。高壓油經(jīng)手動節(jié)流閥ll、電磁換向閥9、液控變量馬達、平衡闊2、電磁換向閥9回到油箱。先導油路液控變量馬達的先導控制油路與上拉負載時相同。平衡閥2的先導控制壓力來自液控變量馬達的A口，此工況下，平衡閥起作用，該閥自動平衡重力的作用，使液控變量馬達A口壓力保持在設(shè)定值，避免液控變量馬達在重力負載的作用下失速。此時由平衡閥2和手動節(jié)流閥11一起控制負載下放的速度。制動時主油路電磁換向閥9工作于中位。其工作油口均與回油口相連，處于卸壓狀態(tài)。先導油路液控變量馬達的先導控制油路與上拉負載時所述相同。此時，手動節(jié)流閥11的進出口壓差，故作用于壓差控制節(jié)流閥5的閥芯在彈簧力的作用下始終處于關(guān)閉狀態(tài)，液控變量馬達的先導控制壓力為零，液控變量馬達的排量保持在最大狀態(tài)。平衡閥2的先導控制壓力來自液控變量馬達的A路，此工況下，該控制壓力為零，平衡閥2關(guān)閉，液控變量馬達處于制動狀態(tài)。主要依靠平衡閥的關(guān)閉狀態(tài)實現(xiàn)絞盤的制動。自由回轉(zhuǎn)主油路電磁換向閥9工作于中位。其工作油口均與回油口相連，處于卸壓狀態(tài)。先導油路液控變量馬達的先導控制油路與上拉負載時所述相同。此時，手動節(jié)流閥11的進出口壓差，故作用于壓差控制節(jié)流閥5的閥芯在彈簧力的作用下始終處于關(guān)閉狀態(tài)，液控變量馬達的先導控制壓力為零，液控變量馬達的排量保持在最大狀態(tài)。平衡閥2的先導控制壓力來自輸入壓力油口，此工況下，該控制壓力為高壓，平衡閥2被強制打開，液控變量馬達處于自由回轉(zhuǎn)狀態(tài)。通過先導高壓強制平衡閥處于的打開狀態(tài)，實現(xiàn)絞盤的自由回轉(zhuǎn)功能。如圖5、6所示，是本發(fā)明實施例4。由于壓差控制比例節(jié)流閥7的接入方式有所不同，實施例4具體有兩種安裝方式。上拉負載如圖5所示實施例4(1):壓差控制比例節(jié)流閥7與固定阻尼8—起構(gòu)成一個B型液壓半橋，控制變量馬達的控制口1的壓力。單向節(jié)流閥二6的入口壓力作用于壓差控制比例節(jié)流閥7的閥芯下側(cè)控制腔面積，同時，單向節(jié)流閥二6的出口壓力作用于壓差控制比例節(jié)流閥7的閥芯上側(cè)控制腔面積。壓差控制比例節(jié)流閥7的閥芯上側(cè)安裝有復位彈簧，該彈簧具有使閥芯向下運動的預緊力。在此上拉負載工況下，單向節(jié)流閥二6的進出口壓差>0作用在閥芯兩端，產(chǎn)生使壓差控制比例節(jié)流閥7的閥芯向上運動的推力，當壓差控制比例節(jié)流閥7的閥芯達到平衡狀態(tài)時，手動單向節(jié)流閥二6的進出口壓差所形成的等效推力與彈簧的預緊力大小相等、方向相反，從而控制壓差控制比例節(jié)流閥7的閥口通流面積以控制其出口壓力。平衡閥2先導控制壓力來自變量馬達的A路，此工況下，平衡閥不起作用，壓力油通過平衡閥內(nèi)部單向閥直接進入變量馬達的B路。另一種連接方式下，如圖6所示實施例4(2):壓差控制比例節(jié)流閥7中的兩個閥口一起構(gòu)成一個A型液壓半橋，從其第三個閥口引出先導控制油液，以控制變量馬達的控制口1口的壓力。單向節(jié)流閥二6的入口壓力作用于壓差控制比例節(jié)流閥7的閥芯右側(cè)控制腔面積，同時，單向節(jié)流閥二6的出口壓力作用于壓差控制比例節(jié)流閥7的閥芯左側(cè)控制腔面積。壓差控制比例節(jié)流閥7的閥芯左側(cè)安裝有復位彈簧，該彈簧具有使閥芯向右運動的預緊力。在此上拉負載工況下，單向節(jié)流闊二6的進出口壓差>0作用在閥芯兩端，產(chǎn)生使壓差控制比例節(jié)流閥7的閥芯向左運動的推力，當壓差控制比例節(jié)流閥7的閥芯達到平衡狀態(tài)時，手動單向節(jié)流閥二6的進出口壓差所形成的等效推力與彈簧的預緊力大小相等、方向相反，從而控制壓差控制比例節(jié)流閥7中兩個閥口的通流面積以控制其出口壓力。平衡闊2先導控制壓力來自變量馬達的A路，此工況下，平衡閥不起作用，壓力油通過平衡閥內(nèi)部單向閥直接進入變量馬達的B路?？刂圃砣鐖D5所示實施例4(1):絞盤巻徑增加一負載扭矩增加一變量馬達B口壓力增加一單向節(jié)流閥二6出口壓力增加一單向節(jié)流閥二6的進出口壓差下降一壓差控制比例節(jié)流閥7的閥口通流面積增加一變量馬達的控制油口壓力PX下降一變量馬達的排量Vg增加一變量馬達B口壓力下降一單向節(jié)流閥二6出口壓力下降一單向節(jié)流閥二6的進出口壓差增加。如圖6所示實施例4(2):絞盤巻徑增加一負載扭矩增加一變量馬達B口壓力增加一單向節(jié)流闊二6出口壓力增加一單向節(jié)流閥二6的進出口壓差下降一壓差控制比例節(jié)流閥7的第一個閥口通流面積下降一變量馬達的控制油口壓力下降一變量馬達的排量Vg增加一變量馬達B口壓力下降一單向節(jié)流閥二6出口壓力下降一單向節(jié)流闊二6的進出口壓差增加由上述控制過程中油路中有關(guān)變量的變化趨勢可以看出，該控制系統(tǒng)構(gòu)成一個負反饋回路。通過分別合理設(shè)計圖中壓差控制比例節(jié)流閥7和固定阻尼8的參數(shù)，可以保持單向節(jié)流閥二6的進出口壓差AP保持恒定。由于單向節(jié)流閥二6的流量Q和其進出口壓差AP的關(guān)系符合如下數(shù)學關(guān)系式中^為流量系數(shù)，是常數(shù)，一般取0.75;為手動單向節(jié)流閥二6的閥口開度，可以手工調(diào)定，對特定工作過程而言是常數(shù)；是油液密度，一般取870千克/立方米。因此，流經(jīng)單向節(jié)流閥二6的流量Q保持恒定。如果油源提供的壓力PS保持恒定的話，變量馬達兩個工作油口的壓差也會保持恒定。由此可知變量馬達輸出的功率在上拉過程中保持恒定，在負載拉力不變的情況下，絞盤上拉線速度也保持恒定，不隨巻徑的變化而變化。下放負載時，主油路如圖5所示實施例4(1):電磁換向閥9工作于左位。高壓油經(jīng)電磁換向閥9、單向節(jié)流閥-3、變量馬達、平衡閥2、單向節(jié)流閥二6、電磁換向閥9回到油箱。如圖6所示實施例4(2):電磁換向閥9工作于左位。高壓油經(jīng)電磁換向閥9、單向節(jié)流閥一3、變量馬達、平衡閥2、單向節(jié)流閥二6、電磁換向閥9回到油箱。先導油路如圖5所示實施例4(1):變量馬達的先導控制油路與上拉負載時相同，此時，單向節(jié)流闊二6的進出口壓差~=^1-/^=0，故作用于壓差控制比例節(jié)流閥7的閥芯在彈簧力的作用下始終處于導通狀態(tài)，變量馬達的先導控制壓力為零，變量馬達的排量保持在最大狀態(tài)。平衡閥2的先導控制壓力來自變量馬達的A路，此工況下，平衡閥2起作用，該閥fi動平衡重力的作用，使變量馬達A路壓力保持在設(shè)定值，避免變量馬達在重力負載的作用下失速。即由平衡闊2控制負載下放的速度。如圖6所示實施例4(2):變量馬達的先導控制油路與上拉負載時相同，此時，單向節(jié)流閥二6的進出口壓差，故作用于壓差控制比例節(jié)流閥7的閥芯在彈簧力的作用下始終處于關(guān)閉狀態(tài)，變量馬達的先導控制壓力為零，變量馬達的排量保持在最大狀態(tài)。平衡閥2的先導控制壓力來自變量馬達的A路，此工況下，平衡閥2起作用，該閥自動平衡重力的作用，使變量馬達A路壓力保持在設(shè)定值，避免變量馬達在重力負載的作用下失速。即由平衡閥2控制負載下放的速度。制動時，如圖5所示實施例4(1):主油路電磁換向閥9工作于中位。其工作油口均與回油口相連，處于卸壓狀態(tài)。先導油路變量馬達的先導控制油路與上拉負載時所述相同。此時，單向節(jié)流閥二6的進出口壓差，故作用于壓差控制比例節(jié)流閥7的閥芯在彈簧力的作用下始終處于導通狀態(tài)，變量馬達的先導控制壓力為零，變量馬達的排量保持在最大狀態(tài)。平衡閥2的先導控制壓力來自變量馬達的A口，此工況下，該控制壓力為零，平衡閥2關(guān)閉，變量馬達處于制動狀態(tài)。主要依靠平衡閥的關(guān)閉狀態(tài)實現(xiàn)絞盤的制動。如圖6所示實施例4(2):電磁換向閥9工作于中位。其工作油口均與回油口相連，處于卸壓狀態(tài)。先導油路變量馬達的先導控制油路與上拉負載時所述相同。此時，單向節(jié)流閥二6的進出口壓差，故作用于壓差控制比例節(jié)流閥7的閥芯在彈簧力的作用下始終處于關(guān)閉狀態(tài)，變量馬達的先導控制壓力為零，變量馬達的排量保持在最大狀態(tài)。平衡閥2的先導控制壓力來自變量馬達的A口，此工況下，該控制壓力為零，平衡闊2關(guān)閉，變量馬達處于制動狀態(tài)。主要依靠平衡閥的關(guān)閉狀態(tài)實現(xiàn)絞盤的制動。以上所述的油路均整合在油路板上，以便于安裝和維修。采用本發(fā)明后，整個絞盤的性能得以提高，具體如下采用28ml/r變排量液壓馬達時絞盤的工作參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>由此可見70%的效率是非常高的，同時還能保證一個穩(wěn)定的上拉速度，這是現(xiàn)有技術(shù)的絞盤在同等成本的情況下做不到的。和現(xiàn)有技術(shù)的絞盤性能比較如下(以同拉力2000磅的情況作比較)現(xiàn)有技術(shù)絞盤技術(shù)參數(shù):<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>由此可見:1.采用本發(fā)明的絞盤在輸入流量和壓力恒定的情況下能自動調(diào)節(jié)保持各層拉力和線速度不變。而現(xiàn)有技術(shù)絞盤不能自動調(diào)節(jié)保持各層拉力和線速度不變。2.在輸入流量和壓力恒定的情況下，且拉力恒定的情況下，現(xiàn)有技術(shù)絞盤在第一層動力源用量率65%.第二層76%，第三層88%，第四層100%。而本發(fā)明中各層的動力源用量率均100%。3.用雙速絞盤的高速檔可以在輕載時提高絞盤的線速度，本發(fā)明絞盤在系統(tǒng)最大流量和馬達最小排量時線速度可達24m/min。而現(xiàn)有技術(shù)絞盤在系統(tǒng)最大流量時第四層線速度只能達到18m/min。綜上，可知采用本發(fā)明巻徑敏感恒速恒拉力液壓絞盤及其控制方法，能自動地保持絞盤各層的拉力和線速度不變，在液壓動力源的輸出流量恒定不變的前提下動力源用量率高，在系統(tǒng)流量不變的情況下,當拉力減小時線速度則增加，在第一層系統(tǒng)壓力不變的情況下加大馬達排量來提高絞盤拉力。尤其適用于在絞盤運轉(zhuǎn)的全過程中馬達的輸出轉(zhuǎn)矩在變化,而對絞盤在各層的拉力和線速度要求恒定的場合。本發(fā)明所當液壓源實際輸出拉力比額定拉力更高時，絞盤能夠提供比設(shè)計值更高的速度或更大的拉力；當實際負載拉力低于額定拉力時，絞盤可提供該負載狀況下安全運行條件下最快的速度。在輸入流量和壓力恒定的情況下能自動調(diào)節(jié)保持各層拉力和線速度不變，且在各層的動力源用量率均為100%在大流量小排量的情況下絞盤線速度比現(xiàn)有技術(shù)的絞盤高50%。權(quán)利要求1、卷徑敏感恒速恒拉力液壓絞盤，其特征在于在工作過程中采用變排量馬達，利用由卷徑敏感控制系統(tǒng)使變排量馬達的輸出轉(zhuǎn)矩隨卷徑的增加而增加。2、如權(quán)利要求1所述的巻徑敏感恒速恒拉力液壓絞盤，其特征在于所述巻徑敏感系統(tǒng)包括連接油箱的電磁換向閥(9)，電磁換向閥(9)有A、B兩路輸出，A路由電磁換向閥(9)經(jīng)單向節(jié)流閥一(3)連接到到液控變量馬達中；B路由電磁換向閥(9)經(jīng)單向節(jié)流閥二(6)連接到平衡閥(2)，平衡閥(2)連接到液控變量馬達中，單向節(jié)流闊二(6)上還連有連接著固定阻尼器(8)的壓差控制比例節(jié)流閥(7)，壓差控制比例節(jié)流閥(7)另一端也連接到液控變量馬達控制口(1)中，B路上的平衡閥(2)連接在A路靠近液控變量馬達處。3、如權(quán)利要求1所述的巻徑敏感恒速恒拉力液壓絞盤，其特征在于所述巻徑敏感系統(tǒng)包括連接油箱的電磁換向閥(9)，電磁換向閥(9)有A、B兩路輸出，A路由電磁換向閥(9)經(jīng)單向節(jié)流閥一(3)連接到到液控變量馬達中；B路由電磁換向閥(9)經(jīng)單向節(jié)流閥二(6)連接到液控單向閥(4)，液控單向閥(4)連接到液控變量馬達中，單向節(jié)流閥二(6)上還連有連接著固定阻尼器(8)的壓差控制比例節(jié)流閥(7)，壓差控制比例節(jié)流閥(7)另一端也連接到液控變量馬達控制口(1)中，B路上的液控單向閥(4)和A路電磁換向闊(9)與單向節(jié)流閥一(3)連接處連接。4、如權(quán)利要求1所述的巻徑敏感恒速恒拉力液壓絞盤，其特征在于所述巻徑敏感系統(tǒng)包括連接油箱的電磁換向閥(9)，電磁換向閥(9)有A、B兩路輸出，A路直接連接液控變量馬達中，B路通過平衡閥(2)連接到液控變量馬達中，油箱連入電磁換向閥處設(shè)有手動節(jié)流閥(11)，手動節(jié)流閥(11)與所述平衡閥(2)通過電磁換向閥(9)連接到壓差控制節(jié)流閥(5)中。5、如權(quán)利要求1所述的巻徑敏感恒速恒拉力液壓絞盤，其特征在于所述巻徑敏感系統(tǒng)包括連接油箱的電磁換向閥(9)，電磁換向閥(9)有A、B兩路輸出，A路由電磁換向閥(9)經(jīng)單向節(jié)流閥一(3)連接到到液控變量馬達中；B路由電磁換向闊(9)經(jīng)單向節(jié)流閥二(6)連接到平衡閥(2)，平衡閥(2)連接到液控變量馬達中，液控變量馬達控制口(1)上還連有連接著固定阻尼器(8)的壓差控制比例節(jié)流閥(7)，壓差控制比例節(jié)流閥(7)其余兩端分別連接在單向節(jié)流閥二(6)的兩端，B路上的平衡閥(2)連接在A路靠近液控變量馬達處。6、如權(quán)利要求2-5其中之一所述的巻徑敏感恒速恒拉力液壓絞盤，其特征在于所述巻徑敏感系統(tǒng)全部設(shè)置在一塊油路板上。全文摘要本發(fā)明公開了一種卷徑敏感恒速恒拉力液壓絞盤及其控制方法，包括變排量馬達，以及卷徑敏感控制系統(tǒng)，并且在工作中利用卷徑敏感控制系統(tǒng)使變排量馬達的輸出轉(zhuǎn)矩隨卷徑的增加而增加。這樣的結(jié)構(gòu)能高效的利用液壓源的輸出功率，盡可能的提高絞盤的工作性能，當液壓源實際輸出拉力比額定拉力更高時，絞盤能夠提供比設(shè)計值更高的速度或更大的拉力；當實際負載拉力低于額定拉力時，絞盤可提供該負載狀況下安全運行條件下最快的速度。文檔編號B66D1/08GK101229907SQ20071030524公開日2008年7月30日申請日期2007年12月26日優(yōu)先權(quán)日2007年12月26日發(fā)明者張國綱,王明強申請人:浙江諾和機電有限公司