組合式斜錐自鎖的液壓冗余鋼支撐軸力補(bǔ)償系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種組合式斜錐自鎖的液壓冗余鋼支撐軸力補(bǔ)償系統(tǒng)，涉及液壓動力設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，所解決的是現(xiàn)有系統(tǒng)安全性低及占用空間大的技術(shù)問題。該系統(tǒng)包括至少一個(gè)動力輸出單元；所述動力輸出單元包括油箱、液壓泵、冗余閥，及至少一個(gè)斜錐自鎖油缸，至少一個(gè)四位二通閥，液壓泵通過各個(gè)四位二通閥為各個(gè)斜錐自鎖油缸提供動力；各個(gè)動力輸出單元通過冗余閥互連；斜錐自鎖油缸包括從左至右依次連接的副缸筒、主缸筒、定位腔體，及分別設(shè)置在主、副缸筒內(nèi)的主活塞、副活塞；定位腔體內(nèi)固定有楔塊，并設(shè)有環(huán)形的活動盤，活動盤通過外錐面與楔塊楔合，主活塞的右部穿過活動盤的環(huán)心，并與活動盤的內(nèi)圈摩擦配合。本實(shí)用新型提供的系統(tǒng)，安全性高且占用空間小。
【專利說明】組合式斜錐自鎖的液壓冗余鋼支撐軸力補(bǔ)償系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及液壓動力設(shè)備技術(shù)，特別是涉及一種組合式斜錐自鎖的液壓冗余鋼支撐軸力補(bǔ)償系統(tǒng)的技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002]液壓鋼支撐系統(tǒng)是利用液壓油缸輸出動力的液壓動力輸出系統(tǒng)，現(xiàn)有的液壓鋼支撐系統(tǒng)主要有以下兩種結(jié)構(gòu)形式:1)系統(tǒng)中所有的液壓油缸都由同一個(gè)液壓泵提供動力，這種結(jié)構(gòu)形式安全性較差，一旦液壓泵出現(xiàn)問題，整個(gè)系統(tǒng)就癱瘓了，無法保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行；2)系統(tǒng)中配備有多個(gè)液壓泵，系統(tǒng)中的各個(gè)液壓油缸分成多組，每個(gè)液壓泵為其中的一組液壓油缸提供動力，某一液壓泵出現(xiàn)問題，只會影響到其中一組液壓油缸的工作，這種結(jié)構(gòu)形式相對于采用單個(gè)液壓泵提供動力的方式，其安全性要高，但是受影響的液壓油缸依然會影響系統(tǒng)的安全運(yùn)行，其安全性依然有待提高。
[0003]另外，現(xiàn)有液壓鋼支撐系統(tǒng)都通過在液壓管路上設(shè)置由液控單向閥組成的液壓鎖來實(shí)現(xiàn)液壓油缸的鎖定，以保證液壓油缸不會因系統(tǒng)故障而失穩(wěn)。但是，這種采用液壓鎖來鎖定液壓油缸的方式對液壓閥的精度要求較高，而且存在著液壓閥的閥芯內(nèi)涉，無法實(shí)現(xiàn)對液壓油缸的絕對鎖定，存在著鎖定可靠性差的缺陷，會影響系統(tǒng)的安全運(yùn)行。現(xiàn)有液壓油缸的單體輸出力也相對較低，在一些對輸出力要求較高的工況下(比如土建基坑施工)，往往需要多個(gè)液壓油缸相互配合同時(shí)輸出動力，因而現(xiàn)有液壓鋼支撐系統(tǒng)中的液壓油缸數(shù)量相對較多，系統(tǒng)占用空間也較大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種系統(tǒng)安全性高，且系統(tǒng)占用空間小的組合式斜錐自鎖的液壓冗余鋼支撐軸力補(bǔ)償系統(tǒng)。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所提供的一種組合式斜錐自鎖的液壓冗余鋼支撐軸力補(bǔ)償系統(tǒng)，包括至少一個(gè)動力輸出單元；
[0006]所述動力輸出單元包括油箱、液壓泵，及至少一個(gè)斜錐自鎖油缸，至少一個(gè)四位二通閥，其中的四位二通閥的數(shù)量與斜錐自鎖油缸的數(shù)量一致并一一對應(yīng)，其中的液壓泵的吸油口接到油箱，液壓泵的泵油口接到各個(gè)四位二通閥的壓力油口，液壓泵的泵油口與油箱之間接有溢流安全閥，各個(gè)四位二通閥的回油口接到油箱，每個(gè)四位二通閥的兩個(gè)工作油口均通過液壓鎖分別接到對應(yīng)斜錐自鎖油缸的兩個(gè)工作腔；
[0007]其特征在于:所述動力輸出單元還包括一冗余閥，所述冗余閥為截止閥，冗余閥的兩個(gè)工作油口分別為第一油口、第二油口 ；
[0008]每個(gè)動力輸出單元中的冗余閥的第一油口均接到本單元各個(gè)四位二通閥的壓力油口，每個(gè)動力輸出單元中的冗余閥的第二個(gè)油口均與其它動力輸出單元中的冗余閥的第二油口連通；
[0009]所述斜錐自鎖油缸包括主缸筒、副缸筒、主活塞、副活塞，主缸筒的左右兩端各由一缸蓋封閉，副缸筒的左端封閉，副缸筒的右端與主缸筒的左端對接，副缸筒的內(nèi)腔與主缸筒的內(nèi)腔由主缸筒的左缸蓋左右隔開，主活塞以滑動配合方式安裝在主缸筒的內(nèi)腔中，并將主缸筒的內(nèi)腔分隔成左右各一個(gè)相互獨(dú)立的工作腔，其中的左工作腔為無桿腔，其中的右工作腔為有桿腔，主缸筒的筒壁上開設(shè)有兩個(gè)工作油口，其中的一個(gè)工作油口與無桿腔連通，另一個(gè)工作油口與有桿腔連通；
[0010]所述主缸筒的右端固定有一定位腔體，該定位腔體的內(nèi)腔與主缸筒的內(nèi)腔相互隔斷，定位腔體的內(nèi)腔中設(shè)有一環(huán)形的活動盤；
[0011]所述主活塞為柱形活塞，主活塞的右部向右貫穿主缸筒的右缸蓋及定位腔體，并以活動配合方式從活動盤的環(huán)心穿過，主活塞的外周面與活動盤的內(nèi)圈摩擦配合，主活塞與主缸筒右缸蓋的結(jié)合部及主活塞與定位腔體腔壁的結(jié)合部均滑動配合并氣密封；
[0012]所述定位腔體內(nèi)固定有圍繞主活塞軸對稱布設(shè)的多個(gè)楔塊，所述活動盤以滑動配合方式設(shè)置在定位腔體內(nèi)，并將定位腔體的內(nèi)腔分隔成左右各一個(gè)相互獨(dú)立的子腔，定位腔體的左子腔整體封閉，且在定位腔體的腔壁上開設(shè)有連通其左子腔的控制油口，活動盤的外圈形成有錐面，且活動盤外圈的錐面以活動配合方式與定位腔體內(nèi)各個(gè)楔塊的楔面一一楔合，定位腔體內(nèi)設(shè)置有用于驅(qū)使活動盤緊抵各個(gè)楔塊的彈簧；
[0013]所述副活塞以滑動配合方式安裝在副缸筒的內(nèi)腔中，且與主活塞同軸，副活塞的右端穿過主缸筒的左缸蓋并緊抵住主活塞左端，副活塞與主缸筒左缸蓋的結(jié)合部滑動配合并氣密封，副活塞將副缸筒的內(nèi)腔分隔成左右各一個(gè)相互獨(dú)立的子腔，其中的左子腔與主缸筒的無桿腔連通，其中的右子腔與主缸筒的有桿腔連通。
[0014]本實(shí)用新型提供的組合式斜錐自鎖的液壓冗余鋼支撐軸力補(bǔ)償系統(tǒng)，每個(gè)動力輸出單元中均配備有液壓泵，一個(gè)動力輸出單元中的液壓泵發(fā)生故障時(shí)，其它單元可通過冗余閥為故障單元提供動力，能保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行，具有系統(tǒng)安全性高的特點(diǎn)，而且各個(gè)斜錐自鎖油缸均可利用活動盤與楔塊的配合可靠的鎖定，能進(jìn)一步提高系統(tǒng)安全性；另外，斜錐自鎖油缸運(yùn)行時(shí)，副活塞會對主活塞產(chǎn)生一個(gè)復(fù)合推力，使得主活塞的輸出力得到進(jìn)一步的提升，在油缸壓力不變的情況下，主活塞的輸出力相比同規(guī)格的現(xiàn)有單活塞式油缸可增加60%左右，斜錐自鎖油缸的單體輸出力較大，因此系統(tǒng)中所需配置的油缸數(shù)量相對較少，系統(tǒng)占用空間也較小。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的組合式斜錐自鎖的液壓冗余鋼支撐軸力補(bǔ)償系統(tǒng)的液壓圖；
[0016]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的組合式斜錐自鎖的液壓冗余鋼支撐軸力補(bǔ)償系統(tǒng)中的斜錐自鎖油缸的主視剖切圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]以下結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】對本實(shí)用新型的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本實(shí)施例并不用于限制本實(shí)用新型，凡是采用本實(shí)用新型的相似結(jié)構(gòu)及其相似變化，均應(yīng)列入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0018]如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的一種組合式斜錐自鎖的液壓冗余鋼支撐軸力補(bǔ)償系統(tǒng)，包括三個(gè)動力輸出單元，該三個(gè)動力輸出單元分別為第一動力輸出單元、第二動力輸出單元、第三動力輸出單元；
[0019]第一動力輸出單元包括油箱Y1、液壓泵D1、冗余閥SI，及三個(gè)斜錐自鎖油缸U11、U12、U13，三個(gè)四位二通閥Hl1、H12、H13，其中的四位二通閥的數(shù)量與斜錐自鎖油缸的數(shù)量一致并--對應(yīng)，其中的液壓泵DI的吸油口接到油箱YI，液壓泵DI的泵油口接到各個(gè)四位二通閥H11、H12、H13的壓力油口，液壓泵Dl的泵油口與油箱Yl之間接有溢流安全閥，各個(gè)四位二通閥Hl 1、Hl2、Hl3的回油口接到油箱Yl，每個(gè)四位二通閥的兩個(gè)工作油口均通過液壓鎖分別接到對應(yīng)斜錐自鎖油缸的兩個(gè)工作腔；冗余閥SI為截止閥，冗余閥SI的兩個(gè)工作油口分別為第一油口、第二油口 ；
[0020]第二動力輸出單元包括油箱Y2、液壓泵D2、冗余閥S2，及三個(gè)斜錐自鎖油缸U21、U22、U23，三個(gè)四位二通閥H21、H22、H23，其中的四位二通閥的數(shù)量與斜錐自鎖油缸的數(shù)量一致并--對應(yīng)，其中的液壓泵D2的吸油口接到油箱Y2，液壓泵D2的泵油口接到各個(gè)四位二通閥H21、H22、H23的壓力油口，液壓泵D2的泵油口與油箱Y2之間接有溢流安全閥，各個(gè)四位二通閥H21、H22、H23的回油口接到油箱Y2，每個(gè)四位二通閥的兩個(gè)工作油口均通過液壓鎖分別接到對應(yīng)斜錐自鎖油缸的兩個(gè)工作腔；冗余閥S2為截止閥，冗余閥S2的兩個(gè)工作油口分別為第一油口、第二油口 ；
[0021]第三動力輸出單元包括油箱Y3、液壓泵D3、冗余閥S3，及三個(gè)斜錐自鎖油缸U31、U32、U33，三個(gè)四位二通閥H31、H32、H33，其中的四位二通閥的數(shù)量與斜錐自鎖油缸的數(shù)量一致并--對應(yīng)，其中的液壓泵D3的吸油口接到油箱Y3，液壓泵D3的泵油口接到各個(gè)四位二通閥H31、H32、H33的壓力油口，液壓泵D3的泵油口與油箱Y3之間接有溢流安全閥，各個(gè)四位二通閥H31、H32、H33的回油口接到油箱Y3，每個(gè)四位二通閥的兩個(gè)工作油口均通過液壓鎖分別接到對應(yīng)斜錐自鎖油缸的兩個(gè)工作腔；冗余閥S3為截止閥，冗余閥S3的兩個(gè)工作油口分別為第一油口、第二油口 ；
[0022]每個(gè)動力輸出單元中的冗余閥的第一油口均接到本單元各個(gè)四位二通閥的壓力油口，每個(gè)動力輸出單元中的冗余閥的第二個(gè)油口均與其它動力輸出單元中的冗余閥的第二油口連通；
[0023]如圖2所不，所述斜維自鎖油缸王缸筒1、副缸筒2、王活塞3、副活塞4，王缸筒I的左右兩端各由一缸蓋5封閉，副缸筒2的左端封閉，副缸筒2的右端與主缸筒I的左端對接，副缸筒2的內(nèi)腔與主缸筒I的內(nèi)腔由主缸筒的左缸蓋5左右隔開，主活塞3以滑動配合方式安裝在主缸筒I的內(nèi)腔中，并將主缸筒I的內(nèi)腔分隔成左右各一個(gè)相互獨(dú)立的工作腔，其中的左工作腔為無桿腔11，其中的右工作腔為有桿腔12，主缸筒I的筒壁上開設(shè)有兩個(gè)工作油口，其中的一個(gè)工作油口與無桿腔11連通，另一個(gè)工作油口與有桿腔12連通；
[0024]所述主缸筒I的右端固定有一定位腔體8，該定位腔體8的內(nèi)腔與主缸筒I的內(nèi)腔相互隔斷，定位腔體8的內(nèi)腔中設(shè)有一環(huán)形的活動盤7 ;
[0025]所述主活塞3為柱形活塞，主活塞3的右部向右貫穿主缸筒的右缸蓋5及定位腔體8，并以活動配合方式從活動盤7的環(huán)心穿過，主活塞3的外周面與活動盤7的內(nèi)圈摩擦配合，主活塞3與主缸筒右缸蓋5的結(jié)合部及主活塞3與定位腔體8腔壁的結(jié)合部均滑動配合并氣密封；
[0026]所述定位腔體8內(nèi)固定有圍繞主活塞軸對稱布設(shè)的多個(gè)楔塊6，所述活動盤7以滑動配合方式設(shè)置在定位腔體8內(nèi)，并將定位腔體8的內(nèi)腔分隔成左右各一個(gè)相互獨(dú)立的子腔，定位腔體8的左子腔整體封閉，且在定位腔體8的腔壁上開設(shè)有連通其左子腔的控制油口，活動盤7的外圈形成有錐面，且活動盤7外圈的錐面以活動配合方式與定位腔體8內(nèi)各個(gè)楔塊6的楔面一一楔合，定位腔體8內(nèi)設(shè)置有用于驅(qū)使活動盤7緊抵各個(gè)楔塊6的彈簧9 ；
[0027]所述副活塞4以滑動配合方式安裝在副缸筒2的內(nèi)腔中，且與主活塞3同軸，副活塞4的右端穿過主缸筒的左缸蓋5并緊抵住主活塞3左端，副活塞4與主缸筒左缸蓋5的結(jié)合部滑動配合并氣密封，副活塞4將副缸筒2的內(nèi)腔分隔成左右各一個(gè)相互獨(dú)立的子腔，其中的左子腔與主缸筒的無桿腔11連通，其中的右子腔與主缸筒的有桿腔12連通。
[0028]本實(shí)用新型其它實(shí)施例中，動力輸出單元的數(shù)量也可以是2個(gè)或3個(gè)以上，單個(gè)動力輸出單元中的斜錐自鎖油缸及四位二通閥的數(shù)量也可以是2個(gè)或3個(gè)以上。
[0029]本實(shí)用新型實(shí)施例的工作原理如下:
[0030]系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，各個(gè)動力輸出單元各自獨(dú)立運(yùn)行，每個(gè)動力輸出單元通過本單元的液壓泵為本單元中的各個(gè)斜錐自鎖油缸提供動力，通過本單元中的各個(gè)四位二通閥來控制本單元中各個(gè)斜錐自鎖油缸運(yùn)行；
[0031]當(dāng)某一動力輸出單元(比如第一動力輸出單元)中的液壓泵發(fā)生故障時(shí),其它動力輸出單元(比如第二、第三動力輸出單元)中的液壓泵通過冗余閥為故障單元提供動力，以保證故障單元的各個(gè)斜錐自鎖油缸能正常的運(yùn)行。
[0032]本實(shí)用新型實(shí)施例中的斜錐自鎖油缸的工作原理如下:
[0033]通過定位腔體上的控制油口將壓力油注入定位腔體的左子腔，即可利用壓力油推動活動盤克服彈簧的彈力右移，使得活動盤外圈的錐面與各個(gè)楔塊脫離楔合，此時(shí)活動盤對主活塞的摩擦阻力較小，主活塞處于解鎖狀態(tài)；
[0034]將定位腔體左子腔內(nèi)的壓力油釋放，活動盤即可在彈簧的彈力作用左移，使得活動盤外圈的錐面與各個(gè)楔塊恢復(fù)楔合，此時(shí)在彈簧的推頂下，各個(gè)楔塊對活動盤產(chǎn)生一個(gè)朝向主活塞方向的推頂力，使得活動盤與主活塞之間的摩擦阻力增大，從而將主活塞鎖定;
[0035]在主活塞處于解鎖狀態(tài)下，將有桿腔側(cè)的工作油口接通回油管道，將壓力油通過無桿腔側(cè)的工作油口注入無桿腔，即可推動主活塞向右滑動，使得主活塞向右伸出，與此同時(shí)，與此同時(shí)，無桿腔內(nèi)的壓力油進(jìn)入副缸筒的左子腔，從而推動副活塞向右滑動，使得副活塞向右推頂主活塞，對主活塞產(chǎn)生一個(gè)復(fù)合推力，使得主活塞的輸出力得到進(jìn)一步的提升，在油缸壓力不變的情況下，主活塞的輸出力相比同規(guī)格的現(xiàn)有單活塞式油缸可增加60%左右，主活塞到位即可將定位腔體左子腔內(nèi)的壓力油釋放，使其鎖定在工作位置；
[0036]在主活塞處于解鎖狀態(tài)下，將無桿腔側(cè)的工作油口接通回油管道，將壓力油通過有桿腔側(cè)的工作油口注入有桿腔，即可推動主活塞向左滑動，使得主活塞向左縮回。
【權(quán)利要求】
1.一種組合式斜錐自鎖的液壓冗余鋼支撐軸力補(bǔ)償系統(tǒng)，包括至少一個(gè)動力輸出單元; 所述動力輸出單元包括油箱、液壓泵，及至少一個(gè)斜錐自鎖油缸，至少一個(gè)四位二通閥，其中的四位二通閥的數(shù)量與斜錐自鎖油缸的數(shù)量一致并一一對應(yīng)，其中的液壓泵的吸油口接到油箱，液壓泵的泵油口接到各個(gè)四位二通閥的壓力油口，液壓泵的泵油口與油箱之間接有溢流安全閥，各個(gè)四位二通閥的回油口接到油箱，每個(gè)四位二通閥的兩個(gè)工作油口均通過液壓鎖分別接到對應(yīng)斜錐自鎖油缸的兩個(gè)工作腔； 其特征在于:所述動力輸出單元還包括一冗余閥，所述冗余閥為截止閥，冗余閥的兩個(gè)工作油口分別為第一油口、第二油口 ； 每個(gè)動力輸出單元中的冗余閥的第一油口均接到本單元各個(gè)四位二通閥的壓力油口，每個(gè)動力輸出單元中的冗余閥的第二個(gè)油口均與其它動力輸出單元中的冗余閥的第二油口連通； 所述斜維自鎖油缸包括王缸筒、副缸筒、王活塞、副活塞，王缸筒的左右兩端各由一缸蓋封閉，副缸筒的左端封閉，副缸筒的右端與主缸筒的左端對接，副缸筒的內(nèi)腔與主缸筒的內(nèi)腔由主缸筒的左缸蓋左右隔開，主活塞以滑動配合方式安裝在主缸筒的內(nèi)腔中，并將主缸筒的內(nèi)腔分隔成左右各一個(gè)相互獨(dú)立的工作腔，其中的左工作腔為無桿腔，其中的右工作腔為有桿腔，主缸筒的筒壁上開設(shè)有兩個(gè)工作油口，其中的一個(gè)工作油口與無桿腔連通，另一個(gè)工作油口與有桿腔連通； 所述主缸筒的右端固定有一定位腔體，該定位腔體的內(nèi)腔與主缸筒的內(nèi)腔相互隔斷，定位腔體的內(nèi)腔中設(shè)有一環(huán)形的活動盤； 所述主活塞為柱形活塞，主活塞的右部向右貫穿主缸筒的右缸蓋及定位腔體，并以活動配合方式從活動盤的環(huán)心穿過，主活塞的外周面與活動盤的內(nèi)圈摩擦配合，主活塞與主缸筒右缸蓋的結(jié)合部及主活塞與定位腔體腔壁的結(jié)合部均滑動配合并氣密封； 所述定位腔體內(nèi)固定有圍繞主活塞軸對稱布設(shè)的多個(gè)楔塊，所述活動盤以滑動配合方式設(shè)置在定位腔體內(nèi)，并將定位腔體的內(nèi)腔分隔成左右各一個(gè)相互獨(dú)立的子腔，定位腔體的左子腔整體封閉，且在定位腔體的腔壁上開設(shè)有連通其左子腔的控制油口，活動盤的外圈形成有錐面，且活動盤外圈的錐面以活動配合方式與定位腔體內(nèi)各個(gè)楔塊的楔面一一楔合，定位腔體內(nèi)設(shè)置有用于驅(qū)使活動盤緊抵各個(gè)楔塊的彈簧； 所述副活塞以滑動配合方式安裝在副缸筒的內(nèi)腔中，且與主活塞同軸，副活塞的右端穿過主缸筒的左缸蓋并緊抵住主活塞左端，副活塞與主缸筒左缸蓋的結(jié)合部滑動配合并氣密封，副活塞將副缸筒的內(nèi)腔分隔成左右各一個(gè)相互獨(dú)立的子腔，其中的左子腔與主缸筒的無桿腔連通，其中的右子腔與主缸筒的有桿腔連通。
【文檔編號】F15B20/00GK204082782SQ201420368197
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年7月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月6日
【發(fā)明者】裴國金, 馮琪, 李斌, 權(quán)江輝 申請人:上海宏信設(shè)備工程有限公司