一種重型長桿起重機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開了一種重型長桿起重機(jī)構(gòu)，具體涉及一種重型長桿起重機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在重型長桿機(jī)構(gòu)工作于鉛垂平面內(nèi)往復(fù)式起重回轉(zhuǎn)時(shí)，要求其能根據(jù)指令快速精確定位至工作范圍內(nèi)的任意角度。對(duì)于類似機(jī)構(gòu)的起重方法一般采用液壓伺服系統(tǒng)，它具有響應(yīng)速度快，抗干擾能力強(qiáng)、低速平穩(wěn)性好、過載容易保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。重型長桿的起重方法首先考慮對(duì)系統(tǒng)的不平衡力矩進(jìn)行平衡，平衡方法可以分為外部施加平衡力方法及依賴驅(qū)動(dòng)源的平衡方法。外部施加平衡力的方法主要為配重平衡及平衡機(jī)平衡，但該方法增加了機(jī)械結(jié)構(gòu)，難以實(shí)現(xiàn)輕量化要求。張利平的《三腔復(fù)合液壓缸在液壓系統(tǒng)中的新應(yīng)用》中公開了一種三腔復(fù)合液壓缸，簡(jiǎn)要介紹三腔復(fù)合缸的基本結(jié)構(gòu)型式，并對(duì)近年來在液壓系統(tǒng)中的幾種新應(yīng)用作一綜述。其三腔復(fù)合液壓缸進(jìn)行精密位置調(diào)節(jié)是采用蓄能器液壓系統(tǒng)，可間接平衡腔內(nèi)壓力。但蓄能器對(duì)較大負(fù)載機(jī)構(gòu)并不完全適用，不能完全抵消系統(tǒng)存在的非平衡力矩?，F(xiàn)行利用液壓系統(tǒng)起重技術(shù)中一般使用單作用活塞缸，然而這種方法對(duì)于大負(fù)載機(jī)構(gòu)難以進(jìn)行精確定位，更由于非線性特征突出容易引發(fā)伺服系統(tǒng)的失穩(wěn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種重型起重機(jī)構(gòu)的液壓系統(tǒng)及控制方法。
[0004]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為:一種重型長桿起重機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)，包括雙聯(lián)定量葉片泵、第一直通式單向閥、第一倒裝板式濾油器、先導(dǎo)式溢流閥、疊加式壓力補(bǔ)償器、比例伺服閥、雙向液壓鎖、雙調(diào)速閥、第二直通式單向閥、第二倒裝板式濾油器、直動(dòng)式溢流閥、比例減壓閥、三位四通O型中位機(jī)能電磁換向閥、疊加式單向節(jié)流閥、油箱、三腔動(dòng)力液壓缸、重型長桿機(jī)構(gòu)；
所述雙聯(lián)定量葉片泵包括大泵和小泵，其中大泵通過第一直通式單向閥與第一倒裝板式濾油器相連，將抽取的液壓油傳輸給第一倒裝板式濾油器，第一倒裝板式濾油器的出油口與先導(dǎo)式溢流閥的入油口相連，先導(dǎo)式溢流閥的出油口通過管路伸入到油箱中，第一倒裝板式濾油器的出油口同時(shí)與疊加式壓力補(bǔ)償器的進(jìn)油口相連，疊加式壓力補(bǔ)償器的出油口與比例伺服閥的入油口 P相連，比例伺服閥的出油口 t通過管路伸入到油箱中，比例伺服閥的第一油口 a與雙向液壓鎖中的第一液控單向閥的入油口相連，第一液控單向閥的出油口通過管路與雙調(diào)速閥的第一單向節(jié)流閥的入油口相連，第一單向節(jié)流閥的出油口通過管路與三腔動(dòng)力液壓缸的A腔相連；
比例伺服閥的第二油口 b與雙向液壓鎖中的第二液控單向閥的入油口相連，第二液控單向閥的出油口通過管路與雙調(diào)速閥的第二單向節(jié)流閥的入油口相連，第二單向節(jié)流閥的出油口通過管路與三腔動(dòng)力液壓缸的B腔相連；
雙聯(lián)定量葉片泵中的小泵通過第二直通式單向閥與第二倒裝板式濾油器入油口相連，將抽取的液壓油傳輸給第二倒裝板式濾油器，第二倒裝板式濾油器的出油口與直動(dòng)式溢流閥的入油口相連，直動(dòng)式溢流閥的出油口通過管路伸入到油箱中，第二倒裝板式濾油器的出油口同時(shí)與比例減壓閥的入油口相連，比例減壓閥的出油口與三位四通O型中位機(jī)能電磁換向閥的第一油口 f相連，液壓油通過第一油口 f流過第二油口 h再流入疊加式單向節(jié)流閥的入油口，疊加式單向節(jié)流閥的出油口通過管路與三腔動(dòng)力液壓缸的C腔相連。
[0005]一種基于上述重型長桿起重機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)的控制方法，具體為:
重型長桿起重機(jī)構(gòu)升起時(shí)，比例伺服閥的電磁換向YVl得電與三位四通O型中位機(jī)能電磁換向閥的電磁換向YV4得電，小泵從油箱中吸取液壓油，液壓油通過第二直通式單向閥、第二倒裝板式濾油器和比例減壓閥后進(jìn)入三位四通O型中位機(jī)能電磁換向閥的油口 f，液壓油從油口 f流入油口 h，之后通過疊加式單向節(jié)流閥流到三腔動(dòng)力液壓缸的第三油口 c進(jìn)入C腔，三位四通O型中位機(jī)能電磁換向閥保持電磁換向YV4得電，通過調(diào)節(jié)比例減壓閥的開口度大小控制C腔壓力；與此同時(shí)，A腔的體積變大即A腔內(nèi)壓力變小，大泵通過吸油濾油器吸入液壓油，液壓油通過第一直通式單向閥、第一倒裝板式濾油器和疊加式壓力補(bǔ)償器后進(jìn)入比例伺服閥的入油口 P，液壓油從入油口 P流入油口 a，之后通過第一液控單向閥8-1、第一單向節(jié)流閥后流到三腔動(dòng)力液壓缸18的第一油口 m進(jìn)入A腔洫腔進(jìn)油的同時(shí)，液壓油從三腔液壓缸的B腔通過管路流入第二單向節(jié)流閥，之后通過第二液控單向閥流入到比例伺服閥的油口 b，接著通過比例伺服閥的出油口 t流入油箱。此重型長桿起重機(jī)構(gòu)升起過程中，通過重型長桿起重機(jī)構(gòu)升起角度的信息反饋調(diào)節(jié)比例減壓閥出口壓力來控制C腔壓力大小，調(diào)節(jié)比例伺服閥進(jìn)出油口大小控制A腔與B腔壓力大小，從而達(dá)到重型長桿起重機(jī)構(gòu)升起角度的精密控制；
重型長桿起重機(jī)構(gòu)下落時(shí)，比例伺服閥的電磁換向YV2得電與三位四通O型中位機(jī)能電磁換向閥的電磁換向YV3，液壓油從三腔液壓缸的C腔通過管路流入疊加式單向節(jié)流閥，之后流入到三位四通O型中位機(jī)能電磁換向閥的油口 h，液壓油從油口 h流入油口 e通過管路流入油箱；與此同時(shí)，A腔體積變小，液壓油從三腔液壓缸的A腔通過管路流入第一單向節(jié)流閥，之后通過第一液控單向閥流入到比例伺服閥的油口 a，液壓油從比例伺服閥的油口 a流入出油口 t在通過管路流回油箱中；與此同時(shí)，B腔的體積變大，液壓油通過第一直通式單向閥、第一倒裝板式濾油器和疊加式壓力補(bǔ)償器后進(jìn)入比例伺服閥的入油口 P，當(dāng)比例伺服閥的電磁換向YV2得電時(shí)，液壓油從入油口 P流入油口 b，之后通過第二液控單向閥、第二單向節(jié)流閥后流到三腔動(dòng)力液壓缸的第二油口 η進(jìn)入B腔。
[0006]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為:1)本發(fā)明的系統(tǒng)由于未采用質(zhì)量塊、平衡機(jī)等進(jìn)行平衡，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)輕量化要求；2)本發(fā)明通過控制三腔動(dòng)力液壓缸各腔的進(jìn)出油量，實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)對(duì)重型長桿機(jī)構(gòu)的精密位置控制；3)本發(fā)明利用平衡腔主動(dòng)平衡的方法能夠?qū)ν獠繑_動(dòng)實(shí)時(shí)自適應(yīng)補(bǔ)償，有利于保持伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性；
4)本發(fā)明通過比例伺服閥對(duì)上下兩腔進(jìn)行控制，性能超過普通伺服閥，提升系統(tǒng)整體性能；
5)本發(fā)明在兩個(gè)回路中分別加入了壓力補(bǔ)償器及比例減壓閥，滿足系統(tǒng)對(duì)力和力矩方面的要求，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)提供必要的安全保護(hù)功能，避免系統(tǒng)超出安全壓力限度而受到損壞。
[0007]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明的重型長桿起重機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)原理圖。
[0009]圖2為三腔動(dòng)力液壓缸簡(jiǎn)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]結(jié)合圖1，本發(fā)明的一種重型長桿起重機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)，包括雙聯(lián)定量葉片泵1、第一直通式單向閥2、第一倒裝板式濾油器3、先導(dǎo)式溢流閥4、疊加式壓力補(bǔ)償器6、比例伺服閥7、雙向液壓鎖8、雙調(diào)速閥9、第二直通式單向閥10、第二倒裝板式濾油器11、直動(dòng)式溢流閥12、比例減壓閥14、三位四通O型中位機(jī)能電磁換向閥16、疊加式單向節(jié)流閥17、油箱21、三腔動(dòng)力液壓缸18、重型長桿機(jī)構(gòu)19 ；
所述雙聯(lián)定量葉片泵I包括大泵1-1和小泵1-2，其中大泵1-1通過第一直通式單向閥2與第一倒裝板式濾油器3相連，將抽取的液壓油傳輸給第一倒裝板式濾油器3，第一倒裝板式濾油器3的出油口與先導(dǎo)式溢流閥4的入油口相連，先導(dǎo)式溢流閥4的出油口通過管路伸入到油箱21中，第一倒裝板式濾油器3的出油口同時(shí)與疊加式壓力補(bǔ)償器6的進(jìn)油口相連，疊加式壓力補(bǔ)償器6的出油口與比例伺服閥7的入油口 P相連，比例伺服閥7的出油口 t通過管路伸入到油箱21中，比例伺服閥7的第一油口 a與雙向液壓鎖8中的第一液控單向閥8-1的入油口相連，第一液控單向閥8-1的出油口通過管路與雙調(diào)速閥9的第一單向節(jié)流閥9-1的入油口相連，第一單向節(jié)流閥9-1的出油口通過管路與三腔動(dòng)力液壓缸18的A腔相連；
比例伺服閥7的第二油口 b與雙向液壓鎖8中的第二液控單向閥8-2的入油口相連，第二液控單向閥8-2的出油口通過管路與雙調(diào)速閥9的第二單向節(jié)流閥9-2的入油口相連，第二單向節(jié)流閥9-2的出油口通過管路與三腔動(dòng)力液壓缸18的B腔相連；
雙聯(lián)定量葉片泵I中的小泵1-2通過第二直通式單向閥10與第二倒裝板式濾油器11入油口相連，將抽取的液壓油傳輸給第二倒裝板式濾油器11，第二倒裝板式濾油器11的出油口與直動(dòng)式溢流閥12的入油口相連，直動(dòng)式溢流閥12的出油口通過管路伸入到油箱21中，第二倒裝板式濾油器11的出油口同時(shí)與比例減壓閥14的入油口相連，比例減壓閥14的出油口與三位四通O型中位機(jī)能電磁換向閥16的第一油口 f相連，液壓油通過第一油口f流過第二油口 h再流入疊加式單向節(jié)流閥17的入油口，疊加式單向節(jié)流閥17的出油口通過管路與三腔動(dòng)力液壓缸18的C腔相連。
[0011]本發(fā)明的重型長桿起重機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)還包括第一耐震壓力表5，該第一耐震壓力表5通過開關(guān)與第一倒裝板式濾油器3的出油口相連。
[0012]本發(fā)明的重型長桿起重機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)還包括第二耐震壓力表13，該第二耐震壓力表13通過開關(guān)與第二倒裝板式濾油器11的出油口相連。
[0013]本發(fā)明的重型長桿起重機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)還包括第三