組合式棘爪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】一種組合式棘爪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)棘爪自鎖油缸，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)棘爪自鎖油缸提供動力；各個(gè)動力輸出單元通過冗余閥互連；棘爪自鎖油缸包括左右對接的主缸筒、副缸筒，及分別設(shè)置在主、副缸筒內(nèi)的主活塞、副活塞；所述主、副缸筒的內(nèi)腔由主缸筒的左缸蓋左右隔開；所述主活塞右部的周面形成有棘齒條，主缸筒上樞設(shè)有與棘齒條配合的棘爪；所述副活塞緊抵住主活塞左端。本實(shí)用新型提供的系統(tǒng)，系統(tǒng)安全性高且占用空間小。
【專利說明】組合式棘爪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棘爪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?，F(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棘爪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棘爪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)棘爪自鎖油缸，至少一個(gè)四位二通閥，其中的四位二通閥的數(shù)量與棘爪自鎖油缸的數(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)棘爪自鎖油缸的兩個(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]所述棘爪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；
[0010]所述主活塞為柱形活塞，主活塞的右端穿過主缸筒的右缸蓋伸至主缸筒外部，主活塞與主缸筒右缸蓋的結(jié)合部滑動配合并氣密封，主活塞右部的周面形成有至少一條平行于主活塞滑動軸線的直線形棘齒條；
[0011]所述主缸筒上樞設(shè)有至少一個(gè)棘爪，各個(gè)棘爪能樞轉(zhuǎn)至與主活塞周面的各個(gè)棘齒條分別嚙合，并能樞轉(zhuǎn)至與各個(gè)棘齒條脫離嚙合；
[0012]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。
[0013]本實(shí)用新型提供的組合式棘爪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)棘爪自鎖油缸均可利用棘爪與棘齒條的配合可靠的鎖定，能進(jìn)一步提高系統(tǒng)安全性；另外，棘爪自鎖油缸運(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，棘爪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】
[0014]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的組合式棘爪自鎖的液壓冗余鋼支撐軸力補(bǔ)償系統(tǒng)的液壓圖；
[0015]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的組合式棘爪自鎖的液壓冗余鋼支撐軸力補(bǔ)償系統(tǒng)中的棘爪自鎖油缸的主視剖切圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]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。
[0017]如圖1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的一種組合式棘爪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；
[0018]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)棘爪自鎖油缸U11、U12、U13，三個(gè)四位二通閥H11、H12、H13，其中的四位二通閥的數(shù)量與棘爪自鎖油缸的數(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Hl1、Hl2、Hl3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)棘爪自鎖油缸的兩個(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 ；
[0019]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)棘爪自鎖油缸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)量與棘爪自鎖油缸的數(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)棘爪自鎖油缸的兩個(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 ；
[0020]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)棘爪自鎖油缸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)量與棘爪自鎖油缸的數(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)棘爪自鎖油缸的兩個(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 ；
[0021]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；
[0022]如圖2所不，所述棘爪自鎖油缸包括王缸筒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；
[0023]所述主活塞3為柱形活塞，主活塞3的右端穿過主缸筒的右缸蓋5伸至主缸筒外部，主活塞3與主缸筒右缸蓋5的結(jié)合部滑動配合并氣密封，主活塞3右部的周面形成有至少一條平行于主活塞滑動軸線的直線形棘齒條6 ;
[0024]所述主缸筒I上樞設(shè)有至少一個(gè)棘爪7，各個(gè)棘爪7能樞轉(zhuǎn)至與主活塞周面的各個(gè)棘齒條6分別嚙合，并能樞轉(zhuǎn)至與各個(gè)棘齒條6脫離嚙合；
[0025]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。
[0026]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)動力輸出單元中的棘爪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。
[0027]本實(shí)用新型實(shí)施例的工作原理如下:
[0028]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)棘爪自鎖油缸提供動力，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)棘爪自鎖油缸運(yùn)行；
[0029]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)棘爪自鎖油缸能正常的運(yùn)行。
[0030]本實(shí)用新型實(shí)施例中的棘爪自鎖油缸的工作原理如下:
[0031]利用外置的驅(qū)動部件9 (傳統(tǒng)油缸)驅(qū)使各個(gè)棘爪樞轉(zhuǎn)至與各個(gè)棘齒條脫離嚙合，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，從而推動主活塞向右滑動，使得主活塞向右伸出，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，主活塞滑動到位后，利用外置的驅(qū)動部件驅(qū)使各個(gè)棘爪樞轉(zhuǎn)至與主活塞周面的各個(gè)棘齒條分別嚙合，即可將主活塞牢靠的鎖定，再度利用外置的驅(qū)動部件驅(qū)使各個(gè)棘爪樞轉(zhuǎn)至與各個(gè)棘齒條脫離嚙合后，即可將主活塞解除鎖定，主活塞解除鎖定后，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，有桿腔內(nèi)的壓力油也一并注入副缸筒的右子腔，從而推動主活塞及副活塞一并向左滑動，即可使得主活塞及副活塞向左縮回。
【權(quán)利要求】
1.一種組合式棘爪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)棘爪自鎖油缸，至少一個(gè)四位二通閥，其中的四位二通閥的數(shù)量與棘爪自鎖油缸的數(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)棘爪自鎖油缸的兩個(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； 所述棘爪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； 所述主活塞為柱形活塞，主活塞的右端穿過主缸筒的右缸蓋伸至主缸筒外部，主活塞與主缸筒右缸蓋的結(jié)合部滑動配合并氣密封，主活塞右部的周面形成有至少一條平行于主活塞滑動軸線的直線形棘齒條； 所述主缸筒上樞設(shè)有至少一個(gè)棘爪，各個(gè)棘爪能樞轉(zhuǎn)至與主活塞周面的各個(gè)棘齒條分別嚙合，并能樞轉(zhuǎn)至與各個(gè)棘齒條脫離嚙合； 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】F15B20/00GK204082783SQ201420368198
【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】權(quán)江輝, 馮琪, 李斌, 裴國金 申請人:上海宏信設(shè)備工程有限公司