本發(fā)明涉及工程機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種起重機(jī)液壓先導(dǎo)控制系統(tǒng)、控制方法及其起重機(jī)。
背景技術(shù):
目前,國(guó)內(nèi)廠家生產(chǎn)的中小噸位起重機(jī)普遍采用液壓先導(dǎo)操縱方式,與大噸位電控操縱相比具有成本低、控制簡(jiǎn)單、可靠性和維修方便性高等優(yōu)點(diǎn)。但是,根據(jù)市場(chǎng)用戶對(duì)操控舒適性、作業(yè)安全性的不斷提升,以及為適應(yīng)不同地區(qū)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的需要,液控操縱起重機(jī)反映出一些不足,主要表現(xiàn)在:1.由于液壓先導(dǎo)控制輸出壓力只與手柄控制傾角有關(guān),無(wú)法進(jìn)行電氣越權(quán)干涉,因此當(dāng)需要減速控制時(shí),無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)減速。2.現(xiàn)有的液壓供油模塊,僅能夠提供單一的供油壓力,在起重機(jī)的不同作業(yè)工況下,由于供油壓力單一,無(wú)法實(shí)現(xiàn)分級(jí)控制。例如在重載吊裝工況下,要求系統(tǒng)作業(yè)速度慢,以往的產(chǎn)品需要通過(guò)操作者的精準(zhǔn)操作來(lái)進(jìn)行速度控制,如果操作不當(dāng)存在加速的風(fēng)險(xiǎn)。
例如,如圖1所示,現(xiàn)有的起重機(jī)液壓先導(dǎo)控制系統(tǒng)包括:溢流閥1、電磁閥2、蓄能器3。采用溢流閥1作為供油模塊,提供穩(wěn)定的控制壓力,電磁閥2作為壓力開關(guān),失電時(shí)來(lái)自齒輪泵的油從電磁閥2直接回油箱,A口無(wú)壓力輸出。電磁閥2得電時(shí)來(lái)自齒輪泵的油從溢流閥溢流回油箱,A口具有一定的輸出壓力,蓄能器3起到壓力穩(wěn)定作用。使用溢流閥1作為供油單元,設(shè)定壓力與齒輪泵輸出流量有關(guān),當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于不同轉(zhuǎn)速時(shí),供油模塊調(diào)壓偏差較大。起重機(jī)液壓先導(dǎo)控制系統(tǒng)輸出的壓力單一,不能根據(jù)系統(tǒng)作業(yè)工況調(diào)整輸出壓力,控制不靈活。不能對(duì)系統(tǒng)作業(yè)工況進(jìn)行檢測(cè),并且根據(jù)作業(yè)工況,提供不同的控制壓力。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
有鑒于此,本發(fā)明要解決的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是提供一種起重機(jī)液壓先導(dǎo)控制系統(tǒng)、控制方法及其起重機(jī),能夠?qū)ψ鳂I(yè)工況進(jìn)行檢測(cè),根據(jù)作業(yè)工況調(diào)節(jié)先導(dǎo)油壓。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,提供一種起重機(jī)液壓先導(dǎo)控制系統(tǒng),包括:先導(dǎo)油路、力限器和比例減壓閥;所述先導(dǎo)油路用于為執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出壓力油,所述比例減壓閥設(shè)置在所述先導(dǎo)油路中,并與所述力限器電連接;所述力限器檢測(cè)起重機(jī)的載荷,并根據(jù)所述載荷向所述比例減壓閥發(fā)送控制信號(hào),所述比例減壓閥根據(jù)所述控制信號(hào)調(diào)整所述先導(dǎo)油路中的油壓。
可選地,包括:第一電磁閥、第二電磁閥和油泵;所述力限器與所述第二電磁閥電連接,控制所述第二電磁閥得電或失電;所述第二電磁閥的第一工作口通過(guò)第一油路輸出壓力油,所述第二電磁閥的第二工作口與所述比例減壓閥的出口相連接,所述比例減壓閥的入口通過(guò)第二油路與所述油泵連接,所述第二電磁閥的第三工作口通過(guò)第三油路與所述第一電磁閥的第一工作口連接,所述第一電磁閥的第二工作口通過(guò)第四油路與油箱連接,形成所述先導(dǎo)油路。
可選地,在所述第二電磁閥失電的狀態(tài)下,所述第二電磁閥的第一工作口與第三工作口導(dǎo)通,在所述第二電磁閥得電的狀態(tài)下,所述第二電磁閥的第一工作口與第二工作口導(dǎo)通;在所述第一電磁閥失電的狀態(tài)下,所述第一電磁閥的第一工作口與第二工作口導(dǎo)通。
可選地,還包括:定壓?jiǎn)蜗蜷y;第五油路的一端連接在所述第二油路上,所述第五油路另一端與所述定壓?jiǎn)蜗蜷y的入口連接,并且所述第五油路與所述第三油路相連通,所述定壓?jiǎn)蜗蜷y的出口與所述油箱連接。
可選地,還包括:阻尼元件;第六油路的兩端分別與所述第一油路和油箱連接,所述阻尼元件設(shè)置在所述第六油路中。
可選地,在所述第六油路中串聯(lián)設(shè)置多個(gè)所述阻尼元件。
可選地,所述第二電磁閥和所述第一電磁閥都為二位三通閥;所述油泵包括:齒輪泵、柱塞泵。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面,提供一種起重機(jī),包括:如上所述的起重機(jī)液壓先導(dǎo)控制系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面,提供一種如上所述的起重機(jī)液壓先導(dǎo)控制系統(tǒng)的控制方法,包括:在正常供油模式下,所述力限器控制所述第二電磁閥為失電狀態(tài);當(dāng)控制所述第一電磁閥也為失電狀態(tài)時(shí),所述油泵輸出的壓力油通過(guò)所述第一電磁閥的第一工作口、第二工作口以及所述第四油路流入油箱;當(dāng)控制所述第一電磁閥為得電狀態(tài)時(shí),所述油泵輸出的壓力油通過(guò)所述第二電磁閥的第三工作口、第一工作口以及所述第一油路輸出。
可選地,在分級(jí)供油模式下,所述力限器控制所述第二電磁閥為得電狀態(tài),所述第一電磁閥為得電狀態(tài);所述油泵輸出的壓力油通過(guò)所述第二油路、所述比例減壓閥、所述第二電磁閥的第二工作口、第一工作口以及所述第一油路輸出;所述力限器根據(jù)檢測(cè)的載荷向所述比例減壓閥發(fā)送控制信號(hào),控制所述比例減壓閥輸出的油壓。
可選地,在限速工作模式下,當(dāng)所述力限器判斷載荷在預(yù)定的載荷閾值以下時(shí),所述力限器控制所述第二電磁閥為失電狀態(tài),并且,控制所述第一電磁閥為得電狀態(tài),所述油泵輸出的壓力油通過(guò)所述第二電磁閥的第三工作口、第一工作口以及所述第一油路輸出;當(dāng)所述力限器判斷載荷達(dá)到預(yù)定的載荷閾值時(shí),所述力限器控制所述第二電磁閥為得電狀態(tài),并且,控制所述第一電磁閥為得電狀態(tài),所述油泵輸出的壓力油通過(guò)所述第二油路、所述比例減壓閥、所述第二電磁閥的第二工作口、第一工作口以及所述第一油路輸出;所述力限器預(yù)先控制所述比例減壓閥輸出的油壓為預(yù)設(shè)的油壓。
可選地,所述力限器向所述比例減壓閥發(fā)送控制信號(hào)包括:PMW信號(hào)。
本發(fā)明的起重機(jī)液壓先導(dǎo)控制系統(tǒng)、控制方法及其起重機(jī),通過(guò)力限器檢測(cè)系統(tǒng)作業(yè)工況,根據(jù)不同作業(yè)工況設(shè)定不同先導(dǎo)壓力,力限器輸出相應(yīng)的控制信號(hào),調(diào)整先導(dǎo)油路輸出的控制壓力,可以根據(jù)作業(yè)工況提供先導(dǎo)油壓;通過(guò)電磁閥切換供油壓力,減少壓力調(diào)節(jié)時(shí)間,響應(yīng)速度快;采用單向閥+旁通阻尼作為供油模塊,具有調(diào)壓偏差小,控制精度高,低成本的優(yōu)點(diǎn)。
附圖說(shuō)明
為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的起重機(jī)液壓先導(dǎo)控制系統(tǒng)的示意圖;
圖2為根據(jù)本發(fā)明的起重機(jī)液壓先導(dǎo)控制系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意圖;
圖3為根據(jù)本發(fā)明的起重機(jī)液壓先導(dǎo)控制系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施方式
下面參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述,其中說(shuō)明本發(fā)明的示例性實(shí)施例。下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。下面結(jié)合各個(gè)圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多方面的描述。
下文中的“第一”、“第二”等僅為描述上相區(qū)別,并沒(méi)有其它特殊的含義。
如圖2所示,本發(fā)明提供一種起重機(jī)液壓先導(dǎo)控制系統(tǒng),包括:先導(dǎo)油路、力限器17和比例減壓閥13。先導(dǎo)油路用于為執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出壓力油,比例減壓閥13設(shè)置在先導(dǎo)油路中,并與力限器17電連接。比例減壓閥13采用節(jié)流耗能達(dá)到降壓的功能,能使高壓的油壓降低至所需的壓力后排出。力限器17檢測(cè)起重機(jī)的載荷,并根據(jù)載荷向比例減壓閥13發(fā)送控制信號(hào),比例減壓閥13根據(jù)控制信號(hào)調(diào)整先導(dǎo)油路中的油壓。力限器向比例減壓閥發(fā)送控制信號(hào)可以有多種,例如為PMW信號(hào)。
執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括液控先導(dǎo)手柄等。液控先導(dǎo)手柄為一種輸出壓力隨著手柄扳動(dòng)傾角的增大而變化的壓力控制閥,其輸出壓力連續(xù)變化,但是不可能超過(guò)其進(jìn)油壓力。先導(dǎo)油路用于進(jìn)行先導(dǎo)供油,采用液壓先導(dǎo)操縱的起重機(jī)安裝液控先導(dǎo)手柄,先導(dǎo)供油給液控先導(dǎo)手柄提供一定數(shù)值的穩(wěn)定進(jìn)油壓力。力限器(力矩限制器)或力限器系統(tǒng)作為安裝在起重機(jī)上的超載保護(hù)裝置,進(jìn)行起重作業(yè)時(shí),當(dāng)實(shí)際吊重量超過(guò)額定吊重量時(shí),力限器或力限器系統(tǒng)將限制起重向危險(xiǎn)方向的動(dòng)作,包括吊臂伸、變幅落和卷?yè)P(yáng)起,以提升起重機(jī)的操作安全。
上述實(shí)施例中的起重機(jī)液壓先導(dǎo)控制系統(tǒng),采用力限器檢測(cè)起重機(jī)不同的作業(yè)工況,根據(jù)作業(yè)工況條件,力限器輸出相應(yīng)的控制信號(hào),調(diào)整先導(dǎo)油路輸出的控制壓力,可以根據(jù)作業(yè)工況提供先導(dǎo)油壓,能夠根據(jù)作業(yè)工況自動(dòng)限制最高作業(yè)速度,即使扳動(dòng)手柄至最大傾角,也不會(huì)超過(guò)限定作業(yè)速度,從而降低了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度,減少不必要的安全隱患。
先導(dǎo)油路可以有多種結(jié)構(gòu)。例如,第二電磁閥12的第一工作口A2通過(guò)第一油路21輸出壓力油,第二電磁閥12的第二工作口P2與比例減壓閥13的出口相連接,比例減壓閥13的入口通過(guò)第二油路22與油泵16連接,第二電磁閥12的第三工作口T2通過(guò)第三油路23與第一電磁閥11的第一工作口A1連接,第一電磁閥11的第二工作口T1通過(guò)第四油路24與油箱18連接,形成先導(dǎo)油路。力限器17與第二電磁閥12電連接,控制第二電磁閥12得電或失電。可以通過(guò)其它的控制器控制第二電磁閥12得電或失電。
第二電磁閥和第一電磁閥可以都為二位三通閥,或?yàn)槠渌愋偷碾姶砰y。油泵包括:齒輪泵、柱塞泵等。在第二電磁閥12失電的狀態(tài)下,第二電磁閥12的第一工作口A2與第三工作口T2導(dǎo)通,在第二電磁閥12得電的狀態(tài)下,第二電磁閥12的第一工作口A2與第二工作口P2導(dǎo)通。在第一電磁閥11失電的狀態(tài)下,第一電磁閥11的第一工作口A1與第二工作口T1導(dǎo)通。
第五油路25的一端連接在第二油路22上,第五油路25另一端與定壓?jiǎn)蜗蜷y14的入口連接,并且第五油路25與第三油路23相連通,定壓?jiǎn)蜗蜷y14的出口與油箱18連接。如圖3所示,還可以設(shè)置阻尼元件15,第六油路26的兩端分別與第一油路21和油箱18連接,阻尼元件15設(shè)置在第六油路26中??梢栽诘诹吐?6中串聯(lián)設(shè)置多個(gè)阻尼元件。
在一個(gè)實(shí)施例中,本發(fā)明提供一種起重機(jī),包括如上的起重機(jī)液壓先導(dǎo)控制系統(tǒng)。
上述實(shí)施例中的起重機(jī)液壓先導(dǎo)控制系統(tǒng),采用力限器檢測(cè)起重機(jī)不同的作業(yè)工況,根據(jù)作業(yè)工況條件,力限器輸出相應(yīng)的控制信號(hào),并通過(guò)電磁閥切換壓力控制油路,實(shí)現(xiàn)先導(dǎo)供油壓力可調(diào),從而提高控制的靈活性,實(shí)現(xiàn)不同的速度控制;并且提供單向閥+阻尼分流的供油形式,代替現(xiàn)有的溢流閥+蓄能器的供油設(shè)計(jì),可以在保證性能的條件下,大幅降低設(shè)計(jì)成本。
起重機(jī)液壓先導(dǎo)控制系統(tǒng)可以采用多種模式進(jìn)行供油。在正常供油模式下,力限器17控制第二電磁閥12為失電狀態(tài)。當(dāng)控制第一電磁閥11也為失電狀態(tài)時(shí),油泵16輸出的壓力油通過(guò)第一電磁閥的第一工作口A1、第二工作口T1以及第四油路24流入油箱18。當(dāng)控制第一電磁閥11為得電狀態(tài)時(shí),油泵18輸出的壓力油通過(guò)第二電磁閥的第三工作口T2、第一工作口A2以及第一油路21輸出。
力限器17控制第二電磁閥12為失電,即沒(méi)有提供電流,力限器17沒(méi)有向比例減壓閥13的輸出控制信號(hào),工作壓力由第一電磁閥11控制。當(dāng)?shù)谝浑姶砰y11失電時(shí),來(lái)自齒輪泵16的液壓油通過(guò)第一電磁閥11直接回油箱,此時(shí)系統(tǒng)工作輸出A口無(wú)壓力,整車動(dòng)作處于卸荷狀態(tài)。
當(dāng)?shù)谝浑姶砰y11得電時(shí),來(lái)自齒輪泵的液壓油無(wú)法通過(guò)第一電磁閥11回油箱,需要通過(guò)定壓?jiǎn)蜗蜷y14回油箱,由于定壓?jiǎn)蜗蜷y14具有一定開啟壓力,因此,與定壓?jiǎn)蜗蜷y14相連接的系統(tǒng)工作壓力輸出A口具有壓力,該壓力通過(guò)阻尼元件5進(jìn)行濾波穩(wěn)壓,供系統(tǒng)操縱所用。
在分級(jí)供油模式下,力限器17控制第二電磁閥12為得電狀態(tài),第一電磁閥11為得電狀態(tài)。油泵16輸出的壓力油通過(guò)第二油路22、比例減壓閥13、第二電磁閥的第二工作口P2、第一工作口A2以及第一油路21輸出。力限器17根據(jù)檢測(cè)的載荷向比例減壓閥13發(fā)送控制信號(hào),控制比例減壓閥13輸出的油壓。
當(dāng)進(jìn)行較大負(fù)載吊裝作業(yè)時(shí),用戶選擇自動(dòng)分級(jí)速度控制模式即分級(jí)供油模式,此時(shí)第一電磁閥11和第二電磁閥12同時(shí)得電。系統(tǒng)工作輸出A口壓力由定壓?jiǎn)蜗蜷y14和比例減壓閥13提供,比例減壓閥13能夠接受力限器17的控制信號(hào),根據(jù)所檢測(cè)的負(fù)載壓力的高低,按照預(yù)先設(shè)定的算法,自動(dòng)調(diào)整A口工作壓力,負(fù)載越大,A口供油壓力越低。用戶操縱手柄時(shí),最大輸出壓力不超過(guò)A口供油壓力,系統(tǒng)作業(yè)速度受限,負(fù)載越重速度越低,從而降低了操縱難度,防止超速風(fēng)險(xiǎn)。
在限速工作模式下,當(dāng)力限器17判斷載荷在預(yù)定的載荷閾值以下時(shí),力限器17控制第二電磁閥12為失電狀態(tài),并且,控制第一電磁閥11為得電狀態(tài),油泵18輸出的壓力油通過(guò)第二電磁閥的第三工作口T2、第一工作口A2以及第一油路21輸出。
當(dāng)力限器17判斷載荷達(dá)到預(yù)定的載荷閾值時(shí),力限器17控制第二電磁閥12為得電狀態(tài),并且,控制第一電磁閥11為得電狀態(tài),油泵16輸出的壓力油通過(guò)第二油路22、比例減壓閥13、第二電磁閥的第二工作口P2、第一工作口A2以及第一油路21輸出。力限器控制比例減壓閥13輸出的油壓為預(yù)設(shè)的油壓。
例如,在限速工作模式下,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求,當(dāng)系統(tǒng)載荷低于100%性能表時(shí),系統(tǒng)全速動(dòng)作,當(dāng)載荷處于100%和110%時(shí),系統(tǒng)最高作業(yè)速度不高于額定的25%。當(dāng)載荷低于100%性能表時(shí),通過(guò)第二電磁閥12的T2→A2工作口通道供油,此時(shí)供油壓力較高,能夠滿足系統(tǒng)最高作業(yè)速度要求。
力限器17檢測(cè)系統(tǒng)的載荷量,并將實(shí)際載荷量與該工況下的額定載荷量進(jìn)行比較,隨著載荷比的增加,比例減壓閥13根據(jù)力限器17發(fā)送的PMW信號(hào)預(yù)先設(shè)定先導(dǎo)壓力,使之在該先導(dǎo)壓力下,能夠滿足額定速度不超過(guò)25%的要求。當(dāng)載荷比達(dá)到100%時(shí),第二電磁閥12得電,系統(tǒng)供油壓力迅速切換至比例減壓閥13設(shè)定的壓力,此時(shí)運(yùn)動(dòng)速度迅速將為額定速度的25%,從而滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。
上述實(shí)施例中的起重機(jī)液壓先導(dǎo)控制系統(tǒng)、控制方法及其起重機(jī),通過(guò)力限器檢測(cè)系統(tǒng)作業(yè)工況,根據(jù)不同作業(yè)工況設(shè)定不同先導(dǎo)壓力,力限器輸出相應(yīng)的控制信號(hào),調(diào)整先導(dǎo)油路輸出的控制壓力,可以根據(jù)作業(yè)工況提供先導(dǎo)油壓;可以采用壓力預(yù)先調(diào)整,實(shí)現(xiàn)壓力可調(diào)的功能上,具有預(yù)先壓力調(diào)定功能,通過(guò)電磁閥切換供油壓力時(shí),具有快速調(diào)壓的優(yōu)勢(shì),當(dāng)?shù)竭_(dá)工況設(shè)定點(diǎn)時(shí),直接切換供油壓力,減少壓力調(diào)節(jié)時(shí)間,響應(yīng)速度快;采用單向閥+旁通阻尼作為供油模塊,具有調(diào)壓偏差小,控制精度高,低成本的優(yōu)點(diǎn),能夠?qū)崿F(xiàn)液控先導(dǎo)起重機(jī)分級(jí)速度控制,提升操控舒適性、作業(yè)安全性以及滿足相關(guān)出口標(biāo)準(zhǔn)要求。
上述本發(fā)明所公開的任一技術(shù)方案除另有聲明外,如果其公開了數(shù)值范圍,那么公開的數(shù)值范圍均為優(yōu)選的數(shù)值范圍,任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解:優(yōu)選的數(shù)值范圍僅僅是諸多可實(shí)施的數(shù)值中技術(shù)效果比較明顯或具有代表性的數(shù)值。由于數(shù)值較多,無(wú)法窮舉,所以本發(fā)明才公開部分?jǐn)?shù)值以舉例說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案,并且,上述列舉的數(shù)值不應(yīng)構(gòu)成對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造保護(hù)范圍的限制。
同時(shí),上述本發(fā)明如果公開或涉及了互相固定連接的零部件或結(jié)構(gòu)件,那么,除另有聲明外,固定連接可以理解為:能夠拆卸地固定連接(例如使用螺栓或螺釘連接),也可以理解為:不可拆卸的固定連接(例如鉚接、焊接),當(dāng)然,互相固定連接也可以為一體式結(jié)構(gòu)(例如使用鑄造工藝一體成形制造出來(lái))所取代(明顯無(wú)法采用一體成形工藝除外)。
另外,上述本發(fā)明公開的任一技術(shù)方案中所應(yīng)用的用于表示位置關(guān)系或形狀的術(shù)語(yǔ)除另有聲明外其含義包括與其近似、類似或接近的狀態(tài)或形狀。本發(fā)明提供的任一部件既可以是由多個(gè)單獨(dú)的組成部分組裝而成,也可以為一體成形工藝制造出來(lái)的單獨(dú)部件。
最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制;盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明,所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者對(duì)部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神,其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。