一種卷揚液壓控制系統(tǒng)及工程機械的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及工程機械【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種卷揚液壓控制系統(tǒng)及工程機械，用以提高工程機械卷揚機構(gòu)動作的安全性，有效地防止卷揚制動時重物或梯架下滑所引起的安全事故的發(fā)生。所述卷揚液壓控制系統(tǒng)包括：卷揚馬達，馬達換向閥，卷揚制動器、液控換向閥和開關(guān)控制閥，卷揚制動器的工作油口和液控換向閥的工作油口導(dǎo)通；開關(guān)控制閥的第一進油口、第二進油口和出油口分別與卷揚馬達的起升高壓油口、下降高壓油口和液控換向閥的控制油口導(dǎo)通，當(dāng)控制油口處的油壓大于液控換向閥的設(shè)定工作壓力時，液控換向閥由其工作油口和泄油口導(dǎo)通的第一工作位置切換至其工作油口與進油口導(dǎo)通的第二工作位置。
【專利說明】一種卷揚液壓控制系統(tǒng)及工程機械
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工程機械【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種卷揚液壓控制系統(tǒng)及工程機械?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]工程機械中經(jīng)常用到卷揚，例如，在起重機上，通過卷揚來實現(xiàn)重物的升降；在消防車上，通過卷揚來實現(xiàn)梯架的伸縮以及滑斗的升降。卷揚的驅(qū)動方式可分為內(nèi)燃機驅(qū)動、電動機驅(qū)動和液壓驅(qū)動，其中液壓驅(qū)動方式由于傳動比大、可大范圍無極調(diào)速、結(jié)構(gòu)緊湊、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、過載保護性能好，應(yīng)用最為廣泛。
[0003]目前的卷揚液壓控制系統(tǒng)中，當(dāng)卷揚馬達運轉(zhuǎn)時，卷揚制動器處于開啟狀態(tài)，當(dāng)馬達電磁換向閥回到中位，卷揚馬達停止運轉(zhuǎn)時，主要通過卷揚制動器內(nèi)的壓力油通過系統(tǒng)回油管路回到油箱卸荷關(guān)閉以及設(shè)置于卷揚馬達的起升高壓油口和下降高壓油口之間的平衡閥關(guān)閉來實現(xiàn)制動卷揚馬達。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷在于，當(dāng)卷揚馬達停止運轉(zhuǎn)時，卷揚制動器的開啟壓力較低(一般為1.8?2.5MPa)，由于系統(tǒng)回油管路通常具有一定壓力的背壓P，極易導(dǎo)致卷揚制動器內(nèi)的壓力油回油不暢而使卷揚制動器不能及時關(guān)閉，造成卷揚制動延遲，或者，當(dāng)卷揚制動器已經(jīng)制動后，卷揚馬達工作油路之外的其他工作油路動作(例如，變幅油缸動作)時，在系統(tǒng)回油管路中產(chǎn)生的背壓P2，極易導(dǎo)致卷揚制動器對卷揚的正壓力減小，即卷揚制動力小于卷揚制動器可靠制動時的制動力，使得重物或梯架發(fā)生下滑而導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。
[0005]此外，當(dāng)卷揚馬達停止運轉(zhuǎn)時，懸掛的重物的重力使得卷揚馬達的起升油口與平衡閥之間形成負載壓力P1，系統(tǒng)回油管路背壓P、P2或者負載壓力P1作用到平衡閥處，使得平衡閥關(guān)閉緩慢，當(dāng)負載壓力P1遠高于背壓P時，甚至出現(xiàn)壓力油通過平衡閥或卷揚馬達向系統(tǒng)回油管路泄露，無法有效地改善因卷揚制動延遲而導(dǎo)致的重物或梯架下滑，仍然存在一定的安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明實施例提供了一種卷揚液壓控制系統(tǒng)及一種工程機械，用以提高工程機械卷揚機構(gòu)動作的安全性，有效地防止卷揚制動時重物或梯架下滑所引起的安全事故的發(fā)生。
[0007]本發(fā)明實施例所提供的卷揚液壓控制系統(tǒng)，包括:卷揚馬達、馬達換向閥、卷揚制動器、液控換向閥和開關(guān)控制閥，其中，
[0008]所述馬達換向閥控制所述卷揚馬達的起升高壓油口和下降高壓油口分別與系統(tǒng)進油油路和回油油路導(dǎo)通，或者分別與系統(tǒng)回油油路和進油油路導(dǎo)通；
[0009]所述卷揚制動器的工作油口和所述液控換向閥的工作油口導(dǎo)通；
[0010]所述開關(guān)控制閥的第一進油口和第二進油口分別與所述卷揚馬達的起升高壓油口和下降高壓油口導(dǎo)通，所述開關(guān)控制閥的出油口與所述液控換向閥的控制油口導(dǎo)通，當(dāng)所述控制油口處的油壓大于所述液控換向閥的設(shè)定工作壓力時，所述液控換向閥由所述液控換向閥的第一工作位置切換至第二工作位置，所述第一工作位置配置為所述液控換向閥的工作油口和泄油口導(dǎo)通，所述第二工作位置配置為所述液控換向閥的工作油口和進油口導(dǎo)通。
[0011 ] 在本發(fā)明技術(shù)方案中，液控換向閥的控制油口處的油壓大于液控換向閥的設(shè)定工作壓力時，液控換向閥由其工作油口和泄油口導(dǎo)通的第一工作位置切換至其工作油口與泄油口導(dǎo)通的第二工作位置。因此，將液控換向閥的工作壓力設(shè)定為大于系統(tǒng)回油管路中的背壓的某一參數(shù)，當(dāng)卷揚馬達停止運轉(zhuǎn)時，液控換向閥處于其工作油口和泄油口導(dǎo)通的第一工作位置，卷揚制動器內(nèi)的壓力油能夠及時通過液控換向閥經(jīng)系統(tǒng)泄油管路回到油箱卸荷，進而卷揚制動器可靠制動卷揚馬達，從而有效地防止重物或梯架下滑所引起的安全事故的發(fā)生，從而提高了工程機械的卷揚機構(gòu)動作的安全性。
[0012]進一步的，該卷揚液壓控制系統(tǒng)還包括:設(shè)置于所述液控換向閥的進油口處的壓力控制閥。
[0013]在液控換向閥的進油口處設(shè)置壓力控制閥，將壓力控制閥出口壓力設(shè)定為某一值，能夠有效地防止壓力油進入卷揚制動器的工作油口時的壓力過高而導(dǎo)致卷揚制動器的損壞的發(fā)生。
[0014]優(yōu)選的，所述壓力控制閥具體為減壓閥。
[0015]優(yōu)選的，所述開關(guān)控制閥具體為梭閥。
[0016]進一步的，該卷揚液壓控制系統(tǒng)還包括，平衡閥，所述平衡閥包括單向閥和順序閥，所述單向閥設(shè)置于所述卷揚馬達的起升高壓油口處，所述順序閥的兩個工作油口分別與所述單向閥的進油口和出油口導(dǎo)通，所述順序閥的先導(dǎo)油口與所述卷揚馬達的下降高壓油口導(dǎo)通。
[0017]采用上述技術(shù)方案，能夠使重物或梯架實現(xiàn)勻速下降，進而提高了卷揚機構(gòu)動作的安全性。
[0018]可選的，所述液控換向閥具體為二位三通換向閥或二位四通換向閥。
[0019]本發(fā)明實施例還提供了一種工程機械，包括卷揚機構(gòu)，以及前述技術(shù)方案所述的卷揚液壓控制系統(tǒng)，可有效地防止卷揚制動時重物或梯架下滑所引起的安全事故的發(fā)生，提高了卷揚機構(gòu)動作的安全性，從而改善了工程機械的安全可靠性。較佳的，所述工程機械包括消防車、高空作業(yè)車或起重機。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明卷揚液壓控制系統(tǒng)一實施例處于卷揚制動器內(nèi)壓力油卸荷工作狀態(tài)時的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明卷揚液壓控制系統(tǒng)一實施例處于卷揚制動器開啟工作狀態(tài)時的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為本發(fā)明卷揚液壓控制系統(tǒng)第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4為本發(fā)明卷揚液壓控制系統(tǒng)另一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]附圖標(biāo)記:
[0025]11-卷揚馬達 12-馬達換向閥 13-卷揚制動器
[0026]14-液控換向閥 15-開關(guān)控制閥 16-壓力控制閥[0027]17-平衡閥19-變幅油缸
[0028]20-油箱
【具體實施方式】
[0029]為了提高工程機械中卷揚機構(gòu)動作的安全性，有效地防止卷揚制動時重物或梯架下滑所引起的安全事故的發(fā)生，本發(fā)明實施例提供了一種卷揚液壓控制系統(tǒng)及工程機械。在該技術(shù)方案中，液控換向閥的控制油口處的油壓大于液控換向閥設(shè)定的工作壓力時，液控換向閥內(nèi)由其工作油口和泄油口導(dǎo)通的第一工作位置切換至其工作油口與液控換向閥的泄油口導(dǎo)通的第二工作位置，因此，將液控換向閥的工作壓力設(shè)定為大于系統(tǒng)回油管路中的背壓的某一參數(shù)，卷揚馬達停止運轉(zhuǎn)時，液控換向閥處于其工作油口和泄油口導(dǎo)通的第一工作位置，卷揚制動器內(nèi)的壓力油能夠及時通過液控換向閥經(jīng)系統(tǒng)泄油管路回到油箱卸荷，卷揚制動器關(guān)閉可靠制動，從而有效地防止重物或梯架下滑所引起的安全事故的發(fā)生，進而提高了卷揚機構(gòu)動作的安全性。下面以具體實施例并結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明。
[0030]如圖1和圖2所不，其中，圖1為本發(fā)明卷揚液壓控制系統(tǒng)一實施例處于卷揚制動器內(nèi)壓力油卸荷工作狀態(tài)時的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明卷揚液壓控制系統(tǒng)一實施例處于卷揚制動器開啟工作狀態(tài)時的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明實施例所提供的卷揚液壓控制系統(tǒng)，包括:
[0031]卷揚馬達11、馬達換向閥12、卷揚制動器13、液控換向閥14、以及開關(guān)控制閥15，其中，
[0032]馬達換向閥12控制卷揚馬達11的起升高壓油口 C和下降高壓油口 D分別與系統(tǒng)進油油路和回油油路導(dǎo)通，或者分別與系統(tǒng)回油油路和進油油路導(dǎo)通；
[0033]液控換向閥14包括:工作油口 M和泄油口 L導(dǎo)通的第一工作位置，以及工作油口M和進油口 P導(dǎo)通的第二工作位置；
[0034]卷揚制動器13的工作油口 Z和液控換向閥14的工作油口 M導(dǎo)通；
[0035]開關(guān)控制閥15的第一進油口和第二進油口分別與卷揚馬達11的起升高壓油口 C和下降高壓油口 D導(dǎo)通，開關(guān)控制閥15的出油口 H與液控換向閥14的控制油口 X導(dǎo)通；
[0036]當(dāng)控制油口 X處的油壓大于液控換向閥14的設(shè)定工作壓力時，控制液控換向閥
14由液控換向閥14的第一工作位置切換至第二工作位置,第一工作位置配置為液控換向閥14的工作油口 M和泄油口 L導(dǎo)通，第二工作位置配置為液控換向閥14的工作油口 M和進油口 P導(dǎo)通。
[0037]在卷揚機構(gòu)的液壓系統(tǒng)中，卷揚馬達是將液體的壓力能轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運動機械能的執(zhí)行元件。在本發(fā)明各實施例的方案中，卷揚馬達的具體結(jié)構(gòu)類型不限，例如可以為葉片馬達、柱塞馬達等等，無論是何種類型的卷揚馬達，其基本結(jié)構(gòu)均包括兩個工作油口，當(dāng)卷揚馬達起升時，與系統(tǒng)進油油路導(dǎo)通的為起升高壓油口 C，與系統(tǒng)回油油路導(dǎo)通的為下降高壓油口 D ;反之，當(dāng)卷揚馬達下降時，與系統(tǒng)進油油路導(dǎo)通的為下降高壓油口 D，與系統(tǒng)回油油路導(dǎo)通的為起升高壓油口 C。馬達換向閥，在液壓系統(tǒng)中起到控制流量大小和卷揚換向的作用，例如馬達換向閥采用Y型三位四通電磁換向閥。液控換向閥14的進油口 P、泄油口 L分別與系統(tǒng)進油管路和泄油管路導(dǎo)通。 開關(guān)控制閥15的種類有多種，在本實施例中，優(yōu)選為梭閥。[0038]卷揚液壓控制系統(tǒng)具體工作過程如下:
[0039]當(dāng)馬達換向閥12回到中位，卷揚馬達11停止運轉(zhuǎn)時，液控換向閥14處于液控換向閥14的工作油口 M與液控換向閥14的泄油口 L導(dǎo)通的第一工作位置(如圖1所示)，卷揚制動器13內(nèi)的壓力油通過液控換向閥14經(jīng)系統(tǒng)泄油管路回到油箱20卸荷，卷揚制動器
13關(guān)閉，控制卷揚制動。
[0040]當(dāng)需要重物或梯架上升時，馬達換向閥12通過換向動作控制卷揚馬達11的起升高壓油口 C與系統(tǒng)進油油路導(dǎo)通，壓力油通過馬達換向閥12的工作油口 A流向卷揚馬達的起升高壓油口 C，同時，壓力油通過開關(guān)控制閥15的出油口 H流向液控換向閥14的控制油口 X，當(dāng)控制油口 X處的油壓大于液控換向閥14設(shè)定的工作壓力時，液控換向閥14切換至液控換向閥14的工作油口 M與液控換向閥14的進油口 P導(dǎo)通的第二工作位置(如圖2所示)，系統(tǒng)進油管路中的壓力油通過液控換向閥14的進油口 P流向卷揚制動器13的工作油口 Z，卷揚制動器13打開，最終，卷揚馬達11控制卷揚卷動，實現(xiàn)重物或梯架的上升。
[0041]當(dāng)需要重物或梯架下降時，馬達換向閥12通過換向動作控制卷揚馬達11的下降高壓油口 D與系統(tǒng)進油油路導(dǎo)通，壓力油通過馬達換向閥12的工作油口 B流向卷揚馬達11的下降高壓油口 D，同時，壓力油通過開關(guān)控制閥15的出油口 H流向液控換向閥14的控制油口 X，當(dāng)控制油口 X處的油壓大于液控換向閥14設(shè)定的工作壓力時，液控換向閥14切換至液控換向閥14的工作油口 M與液控換向閥14的進油口 P導(dǎo)通的第二工作位置(如圖2所示)，系統(tǒng)進油管路中的壓力油通過液控換向閥14的進油口 P流向卷揚制動器13的工作油口 Z，卷揚制動器13打開，最終，卷揚馬達11控制卷揚卷動，實現(xiàn)重物或梯架的下降。
[0042]在本發(fā)明該實施例中，液控換向閥14的控制油口 X處的油壓大于液控換向閥14的設(shè)定工作壓力時，液控換向閥14由液控換向閥的工作油口 M與液控換向閥的泄油口 L導(dǎo)通的第一工作位置向液控換向閥的工作油口 M與液控換向閥的進油口 P導(dǎo)通的第二工作位置運動。
[0043]將液控換向閥的工作壓力設(shè)定為大于系統(tǒng)回油管路中的背壓的某一參數(shù)(例如25bar, Ibar=0.1MPa),當(dāng)卷揚馬達11停止運轉(zhuǎn)時,液控換向閥14內(nèi)處于第一工作位置(如圖1所示)，卷揚制動器13內(nèi)的壓力油能夠及時通過液控換向閥14經(jīng)系統(tǒng)泄油管路回到油箱卸荷，卷揚制動器關(guān)閉，從而可靠制動卷揚；當(dāng)卷揚馬達停止運轉(zhuǎn)，卷揚馬達工作油路之外的其他工作油路動作(例如，變幅油缸19動作)，前述系統(tǒng)回油管路中的背壓P2作用至液控換向閥的控制油口時，由于設(shè)定的液控換向閥的工作壓力大于背壓P2,此時液控換向閥仍然處于第一工作位置(如圖1所示)，卷揚制動器內(nèi)的壓力油仍然能夠通過液控換向閥經(jīng)系統(tǒng)泄油管路回到油箱卸荷，卷揚制動器關(guān)閉，從而可靠制動卷揚。
[0044]綜上可知，本發(fā)明實施例提供的卷揚液壓控制系統(tǒng)能夠當(dāng)卷揚馬達停止運轉(zhuǎn)時，卷揚制動器內(nèi)的壓力油能夠及時通過液控換向閥經(jīng)系統(tǒng)泄油管路回到油箱卸荷，卷揚制動器關(guān)閉，可靠制動卷揚，從而能夠有效地防止重物或梯架下滑所引起的安全事故的發(fā)生，進而提高了卷揚機構(gòu)動作的安全性。
[0045]并且，本實施例中采用液控換向閥僅采用液壓控制，在緊急情況時，例如當(dāng)電氣系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，仍然能夠?qū)崿F(xiàn)卷揚的可靠制動，進一步有效地提高了卷揚機構(gòu)動作的安全性。
[0046]參照圖3所示，作為本發(fā)明的第二實施例，在第一實施例的基礎(chǔ)上，卷揚液壓控制系統(tǒng)還包括，設(shè)置于所述液控換向閥14的進油口 P處的壓力控制閥16。
[0047]當(dāng)系統(tǒng)油壓較高時，在液控換向閥14的進油口 P處設(shè)置壓力控制閥16，將壓力控制閥16出口壓力設(shè)定為某一值(例如40bar，Ibar=0.1MPa)，能夠進一步有效地防止壓力油進入卷揚制動器的工作油口時的壓力過高而導(dǎo)致卷揚制動器的損壞的發(fā)生。
[0048]繼續(xù)參照圖3所示，作為本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，壓力控制閥16具體為減壓閥。對系統(tǒng)油路壓力控制的壓力控制閥有多種，例如減壓閥，通過控制減壓閥出口處的油壓而控制進入卷揚制動器的工作油口處的壓力；例如溢流閥，通過控制溢流閥進口處的油壓而控制進入卷揚制動器的工作油口處的壓力。
[0049]繼續(xù)參照圖3所示，作為本發(fā)明的第三實施例，卷揚液壓控制系統(tǒng)還包括，平衡閥17，平衡閥17包括單向閥和順序閥，單向閥設(shè)置于卷揚馬達11的起升高壓油口 C處，順序閥的兩個工作油口分別與單向閥的進油口和出油口導(dǎo)通，順序閥的先導(dǎo)油口 F與卷揚馬達11的下降高壓油口 D導(dǎo)通。
[0050]在本實施例中，當(dāng)需要重物或梯架下降時，馬達換向閥12控制卷揚馬達11的下降高壓油口 D與系統(tǒng)進油油路導(dǎo)通，壓力油通過馬達換向閥12的工作油口 B流向卷揚馬達的下降高壓油口 D，同時，壓力油通過馬達換向閥12的工作油口 B流向順序閥的先導(dǎo)油口 F，順序閥的一個工作油口與單向閥的進油口導(dǎo)通，即平衡閥17的一個工作油口與卷揚馬達的起升高壓油口 C導(dǎo)通，最終，卷揚馬達11和平衡閥17共同控制卷揚卷動，實現(xiàn)重物或梯架的勻速下降，進而提高了卷揚機構(gòu)動作的安全性。
[0051]液控換向閥的具體形式有多種，液控換向閥可以為二位三通換向閥，或者例如圖4所示，液控換向閥為二位四通換向閥。
[0052]本發(fā)明實施例還提供了一種工程機械，包括卷揚機構(gòu)，以及前述任一實施例的卷揚液壓控制系統(tǒng)，通過設(shè)定液控換向閥的工作壓力大于系統(tǒng)背壓，使得卷揚馬達停止運轉(zhuǎn)時，卷揚制動器內(nèi)的壓力油能夠及時通過液控換向閥經(jīng)系統(tǒng)泄油管路回到油箱卸荷，卷揚制動器關(guān)閉，可靠制動卷揚，從而能夠有效地防止重物或梯架下滑所引起的安全事故的發(fā)生，提高了卷揚機構(gòu)動作的安全性，進而改善了工程機械的安全可靠性。本發(fā)明所提供的工程機械包括消防車、高空作業(yè)車或起重機。
[0053]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種卷揚液壓控制系統(tǒng)，其特征在于，包括:卷揚馬達、馬達換向閥、卷揚制動器、液控換向閥和開關(guān)控制閥，其中， 所述馬達換向閥控制所述卷揚馬達的起升高壓油口和下降高壓油口分別與系統(tǒng)進油油路和回油油路導(dǎo)通，或者分別與系統(tǒng)回油油路和進油油路導(dǎo)通； 所述卷揚制動器的工作油口和所述液控換向閥的工作油口導(dǎo)通； 所述開關(guān)控制閥的第一進油口和第二進油口分別與所述卷揚馬達的起升高壓油口和下降高壓油口導(dǎo)通，所述開關(guān)控制閥的出油口與所述液控換向閥的控制油口導(dǎo)通； 當(dāng)所述控制油口處的油壓大于所述液控換向閥的設(shè)定工作壓力時，所述液控換向閥由所述液控換向閥的第一工作位置切換至第二工作位置，所述第一工作位置配置為所述液控換向閥的工作油口和泄油口導(dǎo)通，所述第二工作位置配置為所述液控換向閥的工作油口和進油口導(dǎo)通。
2.如權(quán)利要求1所述的卷揚液壓控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括:設(shè)置于所述液控換向閥的進油口處的壓力控制閥。
3.如權(quán)利要求2所述的卷揚液壓控制系統(tǒng)，其特征在于，所述壓力控制閥具體為減壓閥。
4.如權(quán)利要求1所述的卷揚液壓控制系統(tǒng)，其特征在于，所述開關(guān)控制閥具體為梭閥。
5.如權(quán)利要求1?4任一所述的卷揚液壓控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括，平衡閥，所述平衡閥包括單向閥和順序閥，所述單向閥設(shè)置于所述卷揚馬達的起升高壓油口處，所述順序閥的兩個工作油口分別與所述單向閥的進油口和出油口導(dǎo)通，所述順序閥的先導(dǎo)油口與所述卷揚馬達的下降高壓油口導(dǎo)通。
6.如權(quán)利要求1所述的卷揚液壓控制系統(tǒng)，其特征在于，所述液控換向閥包括二位三通換向閥或二位四通換向閥。
7.—種工程機械，其特征在于，包括卷揚機構(gòu)，以及如權(quán)利要求1?6任一所述的卷揚液壓控制系統(tǒng)。
8.如權(quán)利要求7所述的工程機械，其特征在于，所述工程機械包括消防車、高空作業(yè)車或起重機。
【文檔編號】B66D1/08GK103613021SQ201310559756
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月11日
【發(fā)明者】熊炳榕 申請人:長沙中聯(lián)消防機械有限公司, 中聯(lián)重科股份有限公司