專利名稱：控制臂架變幅的液壓系統(tǒng)和起重機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及臂架變幅的液壓控制領(lǐng)域，具體地，涉及一種控制臂架變幅的液壓系統(tǒng)和使用該液壓系統(tǒng)的起重機(jī)。
背景技術(shù)：
在工程機(jī)械的臂架變幅作業(yè)中，例如在汽車(chē)起重機(jī)中，驅(qū)動(dòng)臂架變幅的通常為變幅油缸，在進(jìn)行落臂變幅作業(yè)時(shí)，變幅油缸下放一般有兩種方法，一種是基于比例閥和平衡閥的液壓驅(qū)動(dòng)的下放方式，即需要對(duì)變幅油缸的有桿腔供給壓力油，此時(shí)則需要設(shè)置在無(wú)桿腔一側(cè)的平衡閥進(jìn)行復(fù)雜設(shè)計(jì)，需要該平衡閥考慮補(bǔ)償負(fù)載變化所引起的匹配問(wèn)題，這實(shí)現(xiàn)起來(lái)較為困難，并容易引起可靠性問(wèn)題。另外，在變幅油缸下放過(guò)程中由于存在超越負(fù)載，即其方向和液壓驅(qū)動(dòng)力的方向是同一方向的外負(fù)載，如起重臂上的重物所帶來(lái)的負(fù)載。此時(shí)，則需要平衡閥來(lái)增設(shè)一定的背壓，這會(huì)造成系統(tǒng)的功率損失比較嚴(yán)重。另一種方式則采用自重下放的方式，靠臂架重力的作用實(shí)現(xiàn)變幅油缸下放，從而實(shí)現(xiàn)臂架的落臂變幅作業(yè)。此時(shí)，變幅油缸的有桿腔只需從油箱中進(jìn)行補(bǔ)油以保證不吸空即可，而無(wú)桿腔一側(cè)的平衡閥則只起到安全鎖死和節(jié)流調(diào)速的作用。其中，由于臂架的下放角度不同，臂架對(duì)變幅油缸的重力力矩也會(huì)不同，臂架和水平面的角度越小，則對(duì)變幅油缸力矩越大。此時(shí)，下放速度的調(diào)節(jié)和和用于調(diào)速的平衡閥的節(jié)流口的大小線性度差，不能實(shí)現(xiàn)良好的調(diào)速特性，則必須需要操作者投入巨大的注意力，并很可能引發(fā)調(diào)速不及時(shí)造成的落臂事故。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的一個(gè)目的是提供一種控制臂架變幅的液壓系統(tǒng)，該液壓系統(tǒng)能夠在臂架進(jìn)行起臂變幅時(shí)，對(duì)變幅油缸進(jìn)行穩(wěn)定的調(diào)速，安全性能高。本實(shí)用新型的目的是提供一種起重機(jī)，該起重機(jī)使用本實(shí)用新型提供的液壓系統(tǒng)對(duì)起重臂進(jìn)行變幅控制。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供一種控制臂架變幅的液壓系統(tǒng)，其中，所述液壓系統(tǒng)包括變幅油缸、液壓泵、主閥和油箱，所述變幅油缸的無(wú)桿腔通過(guò)主閥與所述液壓泵連通，所述變幅油缸的有桿腔與油箱連通，其中，所述液壓系統(tǒng)還包括第二減壓閥，所述第二減壓閥設(shè)置在所述液壓泵和所述主閥之間，以在所述臂架進(jìn)行起臂作業(yè)時(shí)，保持所述主閥的進(jìn)出口壓差恒定。優(yōu)選地，所述主閥為比例換向閥，該比例換向閥的內(nèi)部流道設(shè)置有節(jié)流孔，所述第二減壓閥為定差減壓閥，以保持所述節(jié)流孔的進(jìn)出口壓差恒定。優(yōu)選地，所述液壓系統(tǒng)包括并聯(lián)設(shè)置的背壓閥和第一單向閥，所述變幅油缸的有桿腔通過(guò)所述背壓閥和第一單向閥與所述油箱連通，其中，所述有桿腔通過(guò)所述背壓閥向所述油箱泄油，通過(guò)所述第一單向閥從所述油箱吸油。優(yōu)選地，所述液壓系統(tǒng)包括相互電連接的控制器和第三壓力傳感器，該第三壓力傳感器能夠檢測(cè)所述變幅油缸的有桿腔的泄油壓力值并反饋給所述控制器，在進(jìn)行起臂變幅作業(yè)中，當(dāng)該泄油壓力值出現(xiàn)變化時(shí)，所述控制器能夠通過(guò)調(diào)節(jié)所述背壓閥的開(kāi)度控制所述泄油壓力值恒定。優(yōu)選地，所述液壓泵為變量泵，該變量泵包括排量調(diào)節(jié)組件，該排量調(diào)節(jié)組件通過(guò)負(fù)載敏感閥根據(jù)負(fù)載壓力的變化控制所述變量泵的排量，以使所述變量泵的排量等于所述變幅油缸的所需流量。優(yōu)選地，所述主閥為二位四通換向閥，該二位四通換向閥的第一油液口和第二油液口連通，其中所述第一油液口與所述無(wú)桿腔連通，所述第二油液口與所述負(fù)載敏感閥的控制油口連通。優(yōu)選地，所述液壓系統(tǒng)包括第二單向閥的平衡閥，該平衡閥設(shè)置在所述無(wú)桿腔和所述主閥之間，以在所述變幅油缸的起臂變幅作業(yè)中，使得所述液壓泵所輸出的油液經(jīng)過(guò)所述第二單向閥供給到所述變幅油缸的所述無(wú)桿腔中?！じ鶕?jù)本實(shí)用新型的另一方面，提供一種起重機(jī)，該起重機(jī)包括起重臂，所述起重機(jī)包括本實(shí)用新型提供的控制臂架變幅的液壓系統(tǒng)，其中，所述臂架為所述起重臂。通過(guò)上述技術(shù)方案，在本實(shí)用新型提供的液壓系統(tǒng)中，由于在液壓泵和和主閥之間設(shè)置有能夠保持主閥進(jìn)出口壓差恒定的第二減壓閥，因此，能夠在起臂過(guò)程中，使得變幅油缸的上升速度之和主閥的閥口開(kāi)度相關(guān)，不受負(fù)載變化的影響，因此能夠在臂架起臂變幅作業(yè)時(shí)，不受變負(fù)載的影響，保持穩(wěn)定的上升速度，從而實(shí)現(xiàn)變幅油缸的穩(wěn)定調(diào)速，安全性高。本實(shí)用新型的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式
部分予以詳細(xì)說(shuō)明。

附圖是用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與下面的具體實(shí)施方式
一起用于解釋本實(shí)用新型，但并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。在附圖中圖1是本實(shí)用新型優(yōu)選方式提供的液壓系統(tǒng)的液壓原理圖；圖2是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施方式中圖3是本實(shí)用新型提供的起重機(jī)的局部結(jié)構(gòu)概略圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明I 變幅油缸2 液壓泵3 主閥4 油箱5 臂架6 平衡閥7 第一減壓閥8 背壓閥9 第二減壓閥10 第一單向閥11 控制器12 檢測(cè)裝置13 溢流閥14 第三單向閥15 轉(zhuǎn)臺(tái)Ia 無(wú)桿腔Ib 有桿腔2a 變量泵2b 排量控制組件2c 服裝敏感閥2d 先導(dǎo)泵[0032]3a節(jié)流孔6a第二單向閥6b節(jié)流閥6c先導(dǎo)模塊12a第一壓力傳感器12b傾角傳感器12c第二壓力傳感器12d 第三壓力傳感器A第一工作油口B第二工作油口M電機(jī)
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式
僅用于說(shuō)明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限制本實(shí)用新型。在本實(shí)用新型中，將以起重機(jī)上的起重臂的變幅控制為例對(duì)本實(shí)用新型提供的控制臂架變幅的液壓系統(tǒng)和以該液壓系統(tǒng)為基礎(chǔ)的控制方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是需要理解的是，本實(shí)用新型提供的液壓系統(tǒng)并不限于應(yīng)用在起重機(jī)上。其中，將起重機(jī)的起重臂作為本實(shí)用新型提供的控制臂架變幅的液壓系統(tǒng)中的臂架。在其他能夠通過(guò)變幅油缸進(jìn)行起落臂的工程機(jī)械均可應(yīng)用，本實(shí)用新型對(duì)該液壓系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域并不做限制。如圖1至圖3所示，在本實(shí)用新型提供的控制臂架變幅可采用重力落臂的方式進(jìn)行，即在進(jìn)行落臂變幅時(shí)，不對(duì)變幅油缸I的有桿腔Ib提供液壓力，而通過(guò)臂架的自重實(shí)現(xiàn)落臂變幅作業(yè)，此時(shí)只需使有桿腔Ib與油箱4連通并從油箱4吸油即可。這種重力落臂的方式采用非液壓驅(qū)動(dòng)的方式，通過(guò)重量勢(shì)能做功，系統(tǒng)節(jié)能明顯。其中，在這種方式中，液壓系統(tǒng)對(duì)無(wú)桿腔Ia的控制則是對(duì)變幅油缸I進(jìn)行調(diào)速的關(guān)鍵。其中，本實(shí)用新型提供的液壓系統(tǒng)和控制方法能夠通過(guò)分階段控制的方式應(yīng)對(duì)臂架落臂過(guò)程中的逐漸增加的負(fù)載，從而能夠?qū)崿F(xiàn)變幅油缸I在落臂過(guò)程中的穩(wěn)定調(diào)速，安全性高。具體地，如圖3所示，由于臂架在落臂過(guò)程中和水平面的角度逐漸減小，因此，臂架對(duì)變幅油缸的負(fù)載則越來(lái)越大，如果液壓系統(tǒng)調(diào)節(jié)不穩(wěn)定，則可能導(dǎo)致臂架墜落等重大事故。因此，如圖1所示，本實(shí)用新型提供的液壓系統(tǒng)的優(yōu)選控制方法中，可分兩階段進(jìn)行控制，在第一階段中，由于臂架對(duì)變幅油缸的負(fù)載較小，即力矩較小，可通過(guò)平衡閥6中的節(jié)流閥6b進(jìn)行節(jié)流調(diào)速，此時(shí)則變幅油缸I的無(wú)桿腔Ia的回油在節(jié)流閥6b的作用下能夠進(jìn)行流量調(diào)節(jié)，從而能夠使得調(diào)速穩(wěn)定。然而，隨著臂架和水平面的夾角越來(lái)越小時(shí)，變幅油缸I所承受的負(fù)載則越來(lái)越大，則無(wú)桿腔Ia中的回油壓力將越來(lái)越大，此時(shí)如果僅靠平衡閥中的節(jié)流閥6b的閥口調(diào)節(jié)，則無(wú)法滿足快速增加的油壓，不能完成穩(wěn)定的調(diào)速，容易引發(fā)臂架墜落等重大事故，因此在本實(shí)用新型提供的液壓系統(tǒng)的第二階段中，可通過(guò)下述的本實(shí)用新型提供的第一減壓閥7將回油壓力基本保持恒定，此時(shí)由于油壓穩(wěn)定，對(duì)變幅油缸I的調(diào)速則只取決于主閥3的閥口開(kāi)度，而不受負(fù)載變化的影響，從而實(shí)現(xiàn)變負(fù)載的工況下實(shí)現(xiàn)變幅油缸I的穩(wěn)定調(diào)速。安全性高。下述也將介紹在本實(shí)用新型提供的控制方法中，本實(shí)用新型提供的液壓系統(tǒng)根據(jù)何種情況從第一階段切換到第二階段。
以下結(jié)合附圖，對(duì)上述技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，由于本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)上述技術(shù)方案的實(shí)施方式有多種，例如各閥種類、控制方式等等，因此本實(shí)用新型在此只介紹其中的優(yōu)選實(shí)施方式，該優(yōu)選實(shí)施方式只用于說(shuō)明本實(shí)用新型，并不用于限制本實(shí)用新型。[0044]其中，如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型提供的液壓系統(tǒng)包括變幅油缸1、液壓泵2、主閥3和油箱4，其中，變幅油缸I的無(wú)桿腔Ia通過(guò)主閥3與液壓泵2連通，通常主閥3為換向閥以實(shí)現(xiàn)無(wú)桿腔Ia的供油和回油，另外變幅油缸I的有桿腔Ib與油箱4連通，以在進(jìn)行起臂變幅作業(yè)中實(shí)現(xiàn)有桿腔Ib的泄油，并且在采用重力落臂變幅中能夠從油箱4中吸油，而防止有桿腔Ib吸空。其中重要地，為了實(shí)現(xiàn)在變負(fù)載工況下，實(shí)現(xiàn)變幅油缸I的穩(wěn)定調(diào)速。在本實(shí)用新型提供的液壓系統(tǒng)中，主閥3與無(wú)桿腔Ia之間設(shè)置有第一減壓閥7，以在變幅油缸I落臂變幅時(shí)使得流經(jīng)主閥3的油液壓力恒定。并且這種方式無(wú)需采用結(jié)構(gòu)和控制復(fù)雜平衡閥，實(shí)現(xiàn)容易。另外，需要說(shuō)明的是，本實(shí)用新型提供的上述結(jié)構(gòu)不僅能夠應(yīng)用在采用重力落臂的變幅方式中，在采用動(dòng)力落臂的方式中，同樣能夠適用。其中，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行微調(diào)為能夠?yàn)橛袟U腔Ib提供壓力油即可。對(duì)于這種變形方式同樣落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍中。為了方便控制，和提高控制精度，優(yōu)選地，主閥3和第一減壓閥7均為比例閥，以精確調(diào)節(jié)閥口開(kāi)度。其中，作為比例換向閥的主閥3的內(nèi)部流道設(shè)置有節(jié)流孔3a，而第一減壓閥7為定壓減壓閥，即定壓閥。從而能夠使得流經(jīng)節(jié)流孔3a的回油油壓恒定。即從變幅油缸I無(wú)桿腔Ia中流出的回油在經(jīng)過(guò)第一減壓閥7后壓力基本恒定，因此，經(jīng)過(guò)節(jié)流孔3a的回油流量則只和該節(jié)流孔3a的開(kāi)度相關(guān)，通過(guò)精確的比例控制，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)變幅油缸I的無(wú)桿腔Ia的比例調(diào)速，從而實(shí)現(xiàn)在變負(fù)載的工況下，完成對(duì)變幅油缸I的穩(wěn)定調(diào)速。另外，設(shè)置在無(wú)桿腔Ia和第一減壓閥7之間的平衡閥6能夠在變幅油缸的落臂變幅作業(yè)中可選擇地對(duì)變幅油缸I進(jìn)行節(jié)流或鎖死，并且在落臂變幅作業(yè)時(shí)對(duì)變幅油缸I進(jìn)行鎖死。以完成在落臂變幅作業(yè)和起臂變幅作業(yè)中防止臂架I墜落等目的。其中優(yōu)選地，本實(shí)用新型中提供的平衡閥6可以為德國(guó)力士樂(lè)生產(chǎn)的FD型平衡閥，具體地，該平衡閥6為二位閥并包括分別位于兩個(gè)可切換的工作位上的第二單向閥6a和節(jié)流閥6b，該第二單向閥6a的安裝方向?yàn)樵试S液壓泵2輸出的油液供給到變幅油缸1，即當(dāng)需要在防止臂架墜落的工況中，即防止油液從變幅油缸I的無(wú)桿腔Ia泄出時(shí)，可將可將平衡閥6切換到所述第二單向閥6a所處的工作位。為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型中的起臂和落臂過(guò)程中的相應(yīng)作用，作為一種優(yōu)選方式，可設(shè)置第二單向閥6a所在的工作位為常態(tài)工作位，即平衡閥在失電時(shí)所處的工作位，而當(dāng)平衡閥6得電后則由該常態(tài)工作為切換到處于節(jié)流閥6b所在的工作位。因此，在變幅油缸的落臂變幅作業(yè)中，在正常情況下，需將平衡閥6切換到節(jié)流閥6b所在的工作位，以在第一階段時(shí)，由該節(jié)流閥6b對(duì)油液進(jìn)行節(jié)流調(diào)速，而在第二階段時(shí)，則控制該節(jié)流閥6b閥口全開(kāi)。此時(shí)，一旦出現(xiàn)斷電等突發(fā)事故，平衡閥6能夠切換回第二單向閥6a所在的常態(tài)工作位，從而起到鎖死作用，而防止在落臂過(guò)程中，臂架墜落的事故。而在變幅油缸的起臂變幅作業(yè)中，則一直設(shè)置平衡閥6處于第二單向閥6a的工作位即可，既能夠?qū)崿F(xiàn)液壓泵2的工作油供給到變幅油缸1，由能夠起到鎖死作用，而防止在起臂過(guò)程中的臂架墜落的事故。因此，在本實(shí)用新型中對(duì)平衡閥6的控制也較為關(guān)鍵。其中，在本實(shí)用新型中的落臂變幅作業(yè)中，在第一階段中則由節(jié)流閥6b與和主閥3 (其中的節(jié)流孔3a)完成節(jié)流調(diào)速作業(yè)，而在第二階段中則將平衡閥6的節(jié)流閥6b的閥口全開(kāi)，而通過(guò)第一減壓閥7和主閥3完成對(duì)變幅油缸的穩(wěn)定調(diào)速。為了保證該平衡閥6的精確控制，優(yōu)選地，平衡閥6為比例先導(dǎo)閥。即由先導(dǎo)油控制平衡閥6在上述幾種工作狀態(tài)中切換和調(diào)節(jié)。其中，該平衡閥6包括控制先導(dǎo)油的先導(dǎo)模塊6c，為了保證先導(dǎo)油的穩(wěn)定，優(yōu)選地，本實(shí)用新型提供的液壓系統(tǒng)包括先導(dǎo)泵2d，該先導(dǎo)泵2d通過(guò)先導(dǎo)油路為平衡閥6提供先導(dǎo)油，其中先導(dǎo)泵2d可以為本領(lǐng)域常見(jiàn)的齒輪泵并且和液壓泵2采用同一動(dòng)力源(如電機(jī)M)驅(qū)動(dòng)。并且為了穩(wěn)定該先導(dǎo)油路中的先導(dǎo)油壓力，優(yōu)選地，還在先導(dǎo)油路上旁接有溢流閥13，以使得先導(dǎo)油壓力維持在合理范圍內(nèi)。其中，使用的先導(dǎo)模塊6c為本領(lǐng)域常見(jiàn)的控制先導(dǎo)油的控制模塊，其中為了保證先導(dǎo)油的精度還可設(shè)置濾油器的裝置。其中，作為一種實(shí)施例，先導(dǎo)模塊6c中包括控制先導(dǎo)油流入和流出平衡閥6的二位三通換向閥且通過(guò)比例電磁鐵控制，另外還設(shè)置有調(diào)節(jié)先導(dǎo)油流量的節(jié)流閥等。從而實(shí)現(xiàn)平衡閥6的精確控制。除附圖中所示的優(yōu)選實(shí)施方式外，其他能夠?qū)崿F(xiàn)平衡閥6的控制的控制模塊或控制方式均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍中。另外，在目前現(xiàn)有技術(shù)中所采用的重力落臂方式中，目前的方案多是將變幅油缸有桿腔直接接油箱。這使得變幅油缸I在起升時(shí)，在變負(fù)載和動(dòng)負(fù)載作用下，以及溫差不同時(shí)，整體系統(tǒng)會(huì)因?yàn)樽枘岜刃《菀装l(fā)生低速抖動(dòng)，因此，不僅會(huì)在落臂變幅作業(yè)時(shí)使得調(diào)速控制性能差之外，還會(huì)影響變幅起升的穩(wěn)定性。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，除在落臂變幅作業(yè)時(shí)的上述分階段控制外，本實(shí)用新型提供的液壓系統(tǒng)在起臂變幅作業(yè)時(shí)同樣能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)變幅油缸I的穩(wěn)定調(diào)速。其中，所采用的方案為本實(shí)用新型提供的液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)變幅油缸I的有桿腔Ib和無(wú)桿腔Ia的獨(dú)立控制，即在落臂變幅作業(yè)和起臂變幅作業(yè)中，有桿腔Ib和無(wú)桿腔Ia能夠獨(dú)立進(jìn)行控制。其中具體地，如圖1所示，液壓系統(tǒng)包括并聯(lián)設(shè)置的背壓閥8和第一單向閥10，即變幅油缸I的有桿腔Ib能夠分別通過(guò)背壓閥8和第一單向閥10與油箱4連通，以在落臂變幅和起臂變幅時(shí)，能夠分別實(shí)現(xiàn)不同的功能。其中，在上述的兩階段落臂變幅作業(yè)時(shí)，第一單向閥10打開(kāi)，有桿腔Ib通過(guò)該第一單向閥10從油箱4吸油，以防止采用重力落臂方式時(shí)，有桿腔Ib發(fā)生吸空的現(xiàn)象。而在起臂變幅作業(yè)時(shí)，第一單向閥10關(guān)閉，有桿腔Ib能夠通過(guò)背壓閥8向油箱4泄油，即能夠在上述泄油路上設(shè)置一定的背壓，從而保證起臂過(guò)程中，變幅油缸I的變幅穩(wěn)定性。此外，為了提升起臂變幅作業(yè)時(shí)對(duì)變幅油缸I的穩(wěn)定調(diào)速，優(yōu)選地，液壓系統(tǒng)還包括第二減壓閥9，第二減壓閥9設(shè)置在液壓泵2和主閥3之間，以保持主閥3的進(jìn)出口壓差恒定。從而能夠使得變幅油缸I的上升速度之和主閥3的閥口開(kāi)度有關(guān)，而不受變負(fù)載的影響。具體地，該第二減壓閥9為定差減壓閥，也稱壓力補(bǔ)償器，該定差減壓閥能夠保持主閥3的節(jié)流孔3a的進(jìn)出口壓差恒定，而不受負(fù)載變化的影響，因此，變幅油缸I的調(diào)速只和節(jié)流孔3a，即主閥的閥口開(kāi)度相關(guān)，因此能夠通過(guò)調(diào)節(jié)作為優(yōu)選為比例換向閥的主閥3的開(kāi)度，實(shí)現(xiàn)對(duì)變幅油缸I在起臂變幅作業(yè)時(shí)的穩(wěn)定調(diào)速。其中，在起臂作業(yè)時(shí)，第一減壓閥7不需工作，為了避免其對(duì)系統(tǒng)的影響，優(yōu)選地，本實(shí)用新型提供的液壓系統(tǒng)包括第三單向閥14，該第三單向閥14與第一減壓閥7并聯(lián)設(shè)置，以在變幅油缸I進(jìn)行起臂變幅時(shí)，該第三單向閥14打開(kāi)，而第一減壓閥7關(guān)閉，使得油液通過(guò)該第三單向閥14流到無(wú)桿腔la。而在落臂變幅時(shí)，由于第三單向閥14的存在，從無(wú)桿腔Ia流出的油液只能通過(guò)第一減壓閥7流回油箱。即優(yōu)選地，第一減壓閥7只在進(jìn)行落臂變幅作業(yè)的第二階段時(shí)發(fā)揮定壓的作用。因此，本實(shí)用新型提供提供的液壓系統(tǒng)中，在起臂作業(yè)時(shí)則通過(guò)第二減壓閥9和主閥3實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的調(diào)速。另外，為了進(jìn)一步提升對(duì)變幅油缸I的調(diào)速穩(wěn)定性和系統(tǒng)的節(jié)能性。優(yōu)選地，液壓泵2為變量泵2a，該變量泵2a包括排量調(diào)節(jié)組件2b，該排量調(diào)節(jié)組件2b通過(guò)負(fù)載敏感閥2c根據(jù)負(fù)載壓力的變化控制變量泵2a的排量，以使變量泵2a的排量等于變幅油缸I的所需流量。其中，負(fù)載敏感技術(shù)為本領(lǐng)域內(nèi)常見(jiàn)的控制變量泵排量的技術(shù)，通過(guò)負(fù)載敏感閥感知負(fù)載壓力的變化能夠通過(guò)調(diào)節(jié)變量泵I的排量的調(diào)節(jié)，使其排量等于變幅油缸I的所需流量，從而在僅有不提高變幅油缸調(diào)速穩(wěn)定性的情況下，避免了整體系統(tǒng)由于排量大造成的壓力過(guò)大而發(fā)生溢流，從而帶來(lái)不必要的功率損失，節(jié)省了整體系統(tǒng)的能源。其中作為一種優(yōu)選實(shí)施例，負(fù)載敏感閥2c為電磁比例換向閥，并且可感知主閥3工作油口的壓力，從而感知負(fù)載壓力的變化。即優(yōu)選地，為了方便為負(fù)載敏感閥2c提供壓力信息，本實(shí)用新型提供的主閥3為二位四通換向閥，并且該二位四通換向閥的第一工作油口 A和第二工作油口 B連通，其中第一工作油口 A與無(wú)桿腔Ia連通，第二工作油口 B與負(fù)載敏感閥2c連通，以為負(fù)載敏感閥提供系統(tǒng)的負(fù)載壓力信息，另外由于該為負(fù)載敏感閥2提供負(fù)載壓力的油路與第二工作油口連通，因此其還可以用于與第二減壓閥7的控制油路連通，以使得第二減壓閥能夠維持主閥3 (節(jié)流孔3a)進(jìn)出口之間的壓差。使得本實(shí)用新型提供的液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，合理。其中，如圖1所示，排量調(diào)節(jié)組件2b可以為活塞缸，該活塞缸的無(wú)桿腔通過(guò)負(fù)載敏感閥2c的換向獲得工作油，而有桿腔內(nèi)設(shè)置有復(fù)位彈簧用于復(fù)位，從而通過(guò)活塞桿的伸縮實(shí)現(xiàn)對(duì)變量泵2a的斜盤(pán)的調(diào)節(jié)，以調(diào)節(jié)變量泵2a的排量。當(dāng)然，對(duì)于其他本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的實(shí)現(xiàn)變量泵2a的排量調(diào)節(jié)的方式均應(yīng)落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍中。上面描述了液壓系統(tǒng)在起臂變幅作業(yè)階段和落臂變幅作業(yè)中的兩個(gè)階段，共三種工作狀態(tài)，為了方便控制這三種工作狀態(tài)，在本實(shí)用新型提供了基于本實(shí)用新型提供的液壓系統(tǒng)的控制臂架變幅的控制方法。其中為了實(shí)現(xiàn)該控制方法，本實(shí)用新型提供的系統(tǒng)中包括控制器11，該并通過(guò)該控制器11控制各閥件的工作。即優(yōu)選地，其中閥件均為與控制器11電連接的電磁閥，其中在如圖1所示的優(yōu)選實(shí)施方式中，與控制器11電連接的電磁閥包括第一減壓閥7、主閥3、平衡閥6、背壓閥8以及負(fù)載敏感閥2c，以方便實(shí)現(xiàn)上述的不同工作狀態(tài)。其中，為了方便說(shuō)明，在此將上述的落臂變幅作業(yè)中的第一階段稱為本實(shí)用新型提供的液壓系統(tǒng)的第一工作狀態(tài)，第二階段為第二工作狀態(tài)，并且將起臂變幅作業(yè)成為第三工作狀態(tài)。其中較為重要地是，為了準(zhǔn)確、及時(shí)地切換第一工作狀態(tài)和第二工作狀態(tài)，本實(shí)用新型提供的控制方法包括檢測(cè)步驟和控制步驟，因此為了完成相應(yīng)的檢測(cè)步驟，本實(shí)用新型提供的液壓系統(tǒng)包括和控制器11電連接的檢測(cè)裝置12，其中，在落臂變幅作業(yè)中，可以使用檢測(cè)裝置12檢測(cè)臂架5對(duì)變幅油缸I的負(fù)載實(shí)時(shí)值，當(dāng)負(fù)載實(shí)時(shí)值大于負(fù)載預(yù)設(shè)值時(shí)，控制器11控制液壓系統(tǒng)從第一工作狀態(tài)切換至第二工作狀態(tài)，其中，通過(guò)控制器11控制輸出的控制電流的大小，能夠?qū)崿F(xiàn)在在第一工作狀態(tài)，即，使得第一減壓閥7閥口全開(kāi)而，變幅油缸I的有桿腔Ib從油箱4中吸油，無(wú)桿腔Ia通過(guò)平衡閥6和主閥3回油，并通過(guò)平衡閥6和主閥3 (其中的節(jié)流孔3a)對(duì)變幅油缸I進(jìn)行節(jié)流調(diào)速，而在第二工作狀態(tài)，則平衡閥6得到最大電流輸入而閥口全開(kāi)，同樣地，變幅油缸I的有桿腔Ib從油箱4中吸油，此時(shí)第一減壓閥7得電而相應(yīng)的開(kāi)度，從而使得無(wú)桿腔Ia通過(guò)第一減壓閥7和主閥3回油。并且通過(guò)調(diào)節(jié)控制電流的大小實(shí)現(xiàn)對(duì)第一減壓閥7和主閥3的閥口開(kāi)度的控制，從而對(duì)油液進(jìn)行穩(wěn)定的比例調(diào)速。[0060]其中，在上述技術(shù)方案中，通過(guò)檢測(cè)裝置12檢測(cè)負(fù)載實(shí)時(shí)值的方式有多種，其中作為一種實(shí)施方式，負(fù)載實(shí)時(shí)值包括變幅油缸的無(wú)桿腔Ia的回油油壓值，即通過(guò)檢測(cè)無(wú)桿腔Ia的回油壓力值來(lái)獲得負(fù)載實(shí)時(shí)值。其中，檢測(cè)裝置12可包括第一壓力傳感器12a，在第一工作狀態(tài)下，該第一壓力傳感器12a能夠檢測(cè)回油油壓值，具體地，使用該第一壓力傳感器12a檢測(cè)無(wú)桿腔Ia和平衡閥6之間的回油壓力值，該回油壓力值隨負(fù)載的變化而實(shí)時(shí)變化，其中，當(dāng)該該回油壓力值超過(guò)預(yù)設(shè)回油壓力值時(shí)，控制器11控制液壓系統(tǒng)從第一工作狀態(tài)進(jìn)入第二工作狀態(tài)。即，當(dāng)隨著臂架5與水平面的夾角越來(lái)越小，對(duì)變幅油缸I的負(fù)載越來(lái)越大的情況下，第一減壓閥7得電并具有一定的開(kāi)度，以通過(guò)第一減壓閥7和主閥3實(shí)現(xiàn)對(duì)變幅油缸I的穩(wěn)定調(diào)速。作為另一種方式，負(fù)載實(shí)時(shí)值包括臂 架5對(duì)變幅油缸I的負(fù)載扭矩值，即通過(guò)檢測(cè)臂架5對(duì)變幅油缸I的負(fù)載扭矩值來(lái)獲得負(fù)載實(shí)時(shí)值。其中，如圖3所示，檢測(cè)裝置12可包括傾角傳感器12b，即首先通過(guò)該傾角傳感器12b能夠檢測(cè)臂架5相對(duì)于水平面的傾角值，并可由控制器11根據(jù)該傾角值計(jì)算出負(fù)載扭矩值。具體地，可通過(guò)三角函數(shù)進(jìn)行計(jì)算，其中作為一種優(yōu)選計(jì)算方法，計(jì)算公式可表示為T(mén) =G · Le · cos β，其中，T $為負(fù)載扭矩值，G為臂架的重力(作為起重臂時(shí)為臂架本體重量和起吊重物之和)，Lg為臂架5的重心到臂架5的鉸接點(diǎn)的長(zhǎng)度，β為臂架5和水平面的夾角。由此公式也可以看出，當(dāng)β值越小時(shí)，則扭矩值Til越大。其中，當(dāng)負(fù)載扭矩值大于預(yù)設(shè)扭矩值時(shí)，控制器11控制液壓系統(tǒng)從第一工作狀態(tài)進(jìn)入第二工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)變幅油缸I的穩(wěn)定調(diào)速。在上述的兩種實(shí)施方式中，不管是與回油壓力值相對(duì)于的預(yù)設(shè)值還是與負(fù)載扭矩值相對(duì)應(yīng)的預(yù)設(shè)值均可通過(guò)多次試驗(yàn)得到，其和臂架的自身重量、長(zhǎng)度和起吊重物的重量等參數(shù)相關(guān)，其中預(yù)設(shè)值的設(shè)定只要能夠完成本實(shí)用新型的目的均可。另外，上述的兩種方式僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以采用其他方式檢測(cè)負(fù)載實(shí)時(shí)值。對(duì)于這種變形方式也應(yīng)落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍中。另外，為了進(jìn)一步提升對(duì)變幅油缸I的調(diào)速穩(wěn)定性，尤其是在多執(zhí)行機(jī)構(gòu)，如多個(gè)變幅油缸同時(shí)工作時(shí)，優(yōu)選地，本實(shí)用新型體的控制方法還包括檢測(cè)主閥的回油口壓力值，即優(yōu)選地，液壓系統(tǒng)可包括第二壓力傳感器12c，在第二工作狀態(tài)下，第二壓力傳感器12c能夠檢測(cè)主閥3的回油口壓力值，因此，當(dāng)該回油口壓力值出現(xiàn)變化時(shí)，表示整體系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定，此時(shí)則由控制器11通過(guò)調(diào)節(jié)第一減壓閥7的輸入控制電流來(lái)控制第一減壓閥7的開(kāi)度，從而使得流經(jīng)主閥3的油液的壓力恒定，以保證整體系統(tǒng)的穩(wěn)定。從而實(shí)現(xiàn)對(duì)變幅油缸I的更精確、穩(wěn)定的調(diào)速。除上述落臂變幅的工作作業(yè)時(shí)，在本實(shí)用新型提供的液壓系統(tǒng)的第三工作狀態(tài)中，即進(jìn)行起臂變幅作業(yè)時(shí)，同樣能夠通過(guò)控制器11進(jìn)行穩(wěn)定控制。其中優(yōu)選地，本實(shí)用新型提供的液壓系統(tǒng)還可包括第三壓力傳感器12d，即可通過(guò)該第三壓力傳感器12d執(zhí)行檢測(cè)變幅油缸I的有桿腔Ib的泄油壓力值的步驟，當(dāng)該泄油壓力值出現(xiàn)變化時(shí)，則表示在變負(fù)載的工況下，變幅油缸I的起臂變幅出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，此時(shí)則可通過(guò)控制器11通過(guò)調(diào)節(jié)背壓閥8的控制電流的大小，控制其背壓閥8的開(kāi)度，從而調(diào)整泄油路上的背壓，以控制泄油壓力值恒定。從而進(jìn)一步保證在起臂變幅作業(yè)時(shí)，變幅油缸I的穩(wěn)定調(diào)速。另外，對(duì)于上述的第二壓力傳感器12c和第三壓力傳感器12d，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以采用其他檢測(cè)設(shè)備或者設(shè)置不同的檢測(cè)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的變形，均應(yīng)落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍中。綜上，通過(guò)本實(shí)用新型提供的液壓系統(tǒng)，和基于該液壓系統(tǒng)的控制方法，本實(shí)用新型能夠通過(guò)在落臂變幅作業(yè)中的分階段控制，以及對(duì)變幅油缸的有桿腔和無(wú)桿腔的獨(dú)立控制方式，既能夠保證在變負(fù)載的工況下，尤其是第二工作狀態(tài)下，主要通過(guò)第一減壓閥實(shí)現(xiàn)落臂變幅作業(yè)中的變幅油缸的穩(wěn)定調(diào)速，還能夠?qū)崿F(xiàn)在起臂過(guò)程中，主要通過(guò)第二減壓閥實(shí)現(xiàn)變幅油缸的精確、穩(wěn)定調(diào)速。另外通過(guò)控制器11能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)負(fù)載的計(jì)算和判斷，從而自動(dòng)識(shí)別工況，實(shí)現(xiàn)對(duì)變幅油缸I的精確控制。另外，由于采用重力落臂的方式，能夠大幅提升液壓系統(tǒng)的能效。因此使得本實(shí)用新型提供的控制臂架變幅的液壓系統(tǒng)具有較高的實(shí)用性和推廣價(jià)值。以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。另外需要說(shuō)明的是，在上述具體實(shí)施方式
中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本實(shí)用新型對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。此外，本實(shí)用新型的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本實(shí)用新型的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本實(shí)用新型所公開(kāi)的內(nèi)容。
權(quán)利要求1.一種控制臂架變幅的液壓系統(tǒng)，其特征在于，所述液壓系統(tǒng)包括變幅油缸(I)、液壓泵(2)、主閥(3)和油箱(4)，所述變幅油缸(I)的無(wú)桿腔(Ia)通過(guò)主閥(3)與所述液壓泵 (2)連通，所述變幅油缸(I)的有桿腔(Ib)與油箱(4)連通，其中，所述液壓系統(tǒng)還包括第二減壓閥(9 )，所述第二減壓閥(9 )設(shè)置在所述液壓泵(2 )和所述主閥(3 )之間，以在所述臂架進(jìn)行起臂作業(yè)時(shí)，保持所述主閥(3)的進(jìn)出口壓差恒定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓系統(tǒng)，其特征在于，所述主閥(3)為比例換向閥，該比例換向閥的內(nèi)部流道設(shè)置有節(jié)流孔(3a)，所述第二減壓閥(9)為定差減壓閥，以保持所述節(jié)流孔(3a)的進(jìn)出口壓差恒定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓系統(tǒng)，其特征在于，所述液壓系統(tǒng)包括并聯(lián)設(shè)置的背壓閥(8)和第一單向閥(10)，所述變幅油缸(I)的有桿腔(Ib)通過(guò)所述背壓閥(8)和第一單向閥(10)與所述油箱(4)連通，其中，所述有桿腔(Ib)通過(guò)所述背壓閥(8)向所述油箱(4) 泄油，通過(guò)所述第一單向閥(10)從所述油箱(4)吸油。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液壓系統(tǒng)，其特征在在于，所述液壓系統(tǒng)包括相互電連接的控制器(11)和第三壓力傳感器(12d)，該第三壓力傳感器(12d)能夠檢測(cè)所述變幅油缸(I) 的有桿腔(Ib)的泄油壓力值并反饋給所述控制器(11)，在進(jìn)行起臂變幅作業(yè)中，當(dāng)該泄油壓力值出現(xiàn)變化時(shí)，所述控制器(11)能夠通過(guò)調(diào)節(jié)所述背壓閥(8)的開(kāi)度控制所述泄油壓力值恒定。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液壓系統(tǒng)，其特征在于，所述液壓泵(2)為變量泵(2a)，該變量泵(2a)包括排量調(diào)節(jié)組件(2b )，該排量調(diào)節(jié)組件(2b )通過(guò)負(fù)載敏感閥(2c )根據(jù)負(fù)載壓力的變化控制所述變量泵(2a)的排量，以使所述變量泵(2a)的排量等于所述變幅油缸(I) 的所需流量。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的液壓系統(tǒng)，其特征在于，所述主閥(3)為二位四通換向閥，該二位四通換向閥的第一油液口(A)和第二油液口(B)連通，其中所述第一油液口(A)與所述無(wú)桿腔(Ia)連通，所述第二油液口(B)與所述負(fù)載敏感閥(2c)的控制油口連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述液壓系統(tǒng)，其特征在于，所述液壓系統(tǒng)包括第二單向閥(6a)的平衡閥(6 )，該平衡閥(6 )設(shè)置在所述無(wú)桿腔(Ia)和所述主閥(3 )之間，以在所述變幅油缸 (I)的起臂變幅作業(yè)中，使得所述液壓泵(2)所輸出的油液經(jīng)過(guò)所述第二單向閥(6a)供給到所述變幅油缸(I)的所述無(wú)桿腔(Ia)中。
8.—種起重機(jī)，該起重機(jī)包括起重臂，其特征在于，所述起重機(jī)包括權(quán)利要求1-7中任意一項(xiàng)所述的控制臂架變幅的液壓系統(tǒng)，其中，所述臂架(5)為所述起重臂。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種控制臂架變幅的液壓系統(tǒng)，包括變幅油缸、液壓泵、主閥和油箱，變幅油缸的無(wú)桿腔通過(guò)主閥與液壓泵連通，變幅油缸的有桿腔與油箱連通，其中液壓系統(tǒng)還包括第二減壓閥，該第二減壓閥設(shè)置在液壓泵和主閥之間，以在臂架進(jìn)行起臂作業(yè)時(shí)，保持主閥的進(jìn)出口壓差恒定。本實(shí)用新型還公開(kāi)了一種使用本實(shí)用新型提供的液壓系統(tǒng)的起重機(jī)。由于在液壓泵和和主閥之間設(shè)置有能夠保持主閥進(jìn)出口壓差恒定的第二減壓閥，因此，能夠在起臂過(guò)程中，使得變幅油缸的上升速度之和主閥的閥口開(kāi)度相關(guān)，不受負(fù)載變化的影響，因此能夠在臂架起臂變幅作業(yè)時(shí)，不受變負(fù)載的影響，保持穩(wěn)定的上升速度，從而實(shí)現(xiàn)變幅油缸的穩(wěn)定調(diào)速，安全性高。
文檔編號(hào)B66C13/16GK202829340SQ20122053932
公開(kāi)日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月19日
發(fā)明者李迎兵, 劉偉, 李英智, 張建軍 申請(qǐng)人:中聯(lián)重科股份有限公司