履帶起重機桅桿起落同步控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種履帶起重機桅桿起落同步控制系統(tǒng)，包括主變幅鋼絲繩、主變幅卷揚、桅桿頂升油缸及同步控制裝置，所述履帶起重機的桅桿一端固定在轉(zhuǎn)臺前方鉸點上，并由所述主變幅卷揚通過所述主變幅鋼絲繩牽引所述桅桿的另一端，所述桅桿頂升油缸的一端固定在轉(zhuǎn)臺底部鉸點上，另一端通過連接板連接在所述桅桿的下表面，其中所述同步控制裝置為：對所述桅桿頂升油缸進行節(jié)流控制以及根據(jù)所述桅桿頂升油缸的大腔壓力對所述主變幅卷揚進行收放繩速度調(diào)節(jié)的節(jié)流控制裝置，和/或?qū)λ鲋髯兎頁P進行恒速收放繩控制的壓力控制裝置。本實用新型能夠合理控制油缸伸縮以及主變幅卷揚收放繩的速度。
【專利說明】履帶起重機桅桿起落同步控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及履帶起重機領(lǐng)域，尤其涉及一種履帶起重機桅桿起落同步控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]履帶起重機通常都有桅桿機構(gòu)，桅桿前與臂架拉板相連，后與主變幅鋼絲繩相連，用于將主變幅卷揚的收放繩運動轉(zhuǎn)化為臂架的俯仰運動，桅桿在履帶起重機的安裝及工作過程中起著重要作用。在拆裝履帶起重機時，桅桿與臂架拉板處于斷開狀態(tài)，由于鋼絲繩只能承受拉力，為了使桅桿能正常的起升，通常設(shè)置桅桿頂升油缸對桅桿提供推力或支撐力。
[0003]在現(xiàn)有履帶起重機的桅桿結(jié)構(gòu)中，桅桿頂升油缸使桅桿受到向上的力，主變幅卷揚鋼絲繩以及桅桿的自重分別使桅桿具有向下的力。在桅桿起落過程中要求鋼絲繩始終具有一定的張緊力以避免亂繩。若起桅桿時油缸頂升速度過快，或落桅桿時變幅卷揚收繩速度過快都容易導(dǎo)致桅桿被拉彎的事故出現(xiàn)；若速度過慢又會導(dǎo)致鋼絲繩松弛，出現(xiàn)亂繩現(xiàn)象。因此，合理控制油缸伸縮以及主變幅卷揚收放繩的速度是桅桿起落控制的關(guān)鍵。
[0004]傳統(tǒng)的做法是人工控制主變幅卷揚收放繩和桅桿頂升油缸的伸縮，通過交替操作，實現(xiàn)桅桿的起落。采用人工控制桅桿起落的方法，由于主變幅卷揚收放繩速度和頂升油缸伸縮速度不匹配，經(jīng)常出現(xiàn)動作不協(xié)調(diào)，鋼絲繩亂繩、桅桿晃動嚴重或被拉彎等問題，效率低的同時，還存才安全隱患。
[0005]對于安裝空間受到限制的場合，桅桿頂升油缸經(jīng)常被設(shè)計為多級油缸的形式(通常為兩級油缸)。當不同級油缸工作的時候，由于油缸作用面積發(fā)生變化，在負載力一定或系統(tǒng)壓力一定的情況下，油缸的推力會發(fā)生很大的變化，尤其是在兩級油缸工作切換的瞬間，這種突變?nèi)菀讓?dǎo)致桅桿受力過大而損壞。因此，合理解決多級油缸工作中油缸推力突變的問題是桅桿起落控制的另一關(guān)鍵所在。
[0006]對于多級油缸中出現(xiàn)的壓力或油缸推力突變的問題，目前已有的解決方法是:設(shè)置一個單獨的油源，在油缸面積較大的一級工作時，通過減壓閥將壓力油引至桅桿頂升油缸平衡閥的先導(dǎo)腔，降低平衡閥溢流時的開啟壓力，從而達到限制油缸推力的作用。
[0007]而采用減壓閥降低平衡閥溢流壓力的方法同樣存在以下缺點:
[0008]1、為了張緊鋼絲繩，桅桿起的過程中，油缸需要通過溢流來限制伸出速度，因此在泵出口需要設(shè)置高低壓控制閥組來限制各級油缸伸出時的最大壓力；桅桿落過程中，需要通過平衡閥溢流來限制油缸回縮速度，因此需要設(shè)置二級壓力閥組來限制各級油缸回縮時平衡閥的溢流開啟壓力。不難看出，系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜。
[0009]2、油缸回縮過程中，平衡閥被動開啟溢流，油缸內(nèi)的壓力會超出平衡閥設(shè)定壓力很多，當主變幅卷揚收繩較快時，甚至能超過平衡閥設(shè)定的壓力的三分之一以上，尤其當油缸作用面積較大的一級工作時，多出的這部分壓力將產(chǎn)生很大的額外推力。為了能夠承擔(dān)多出的這部分推力，要求油缸及桅桿的設(shè)計裕量加大,增加了成本和重量。實用新型內(nèi)容
[0010]本實用新型的一個目的是提出一種履帶起重機桅桿起落同步控制系統(tǒng)，能夠合理控制油缸伸縮以及主變幅卷揚收放繩的速度。
[0011]本實用新型的另一個目的是提出一種履帶起重機桅桿起落同步控制系統(tǒng)，能夠解決多級油缸工作中油缸推力突變的問題。
[0012]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種履帶起重機桅桿起落同步控制系統(tǒng)，包括主變幅鋼絲繩、主變幅卷揚、桅桿頂升油缸及同步控制裝置，所述履帶起重機的桅桿一端固定在轉(zhuǎn)臺前方鉸點上，并由所述主變幅卷揚通過所述主變幅鋼絲繩牽引所述桅桿的另一端，所述桅桿頂升油缸的一端固定在轉(zhuǎn)臺底部鉸點上，另一端通過連接板連接在所述桅桿的下表面，其中，
[0013]所述同步控制裝置為:對所述桅桿頂升油缸進行節(jié)流控制以及根據(jù)所述桅桿頂升油缸的大腔壓力對所述主變幅卷揚進行收放繩速度調(diào)節(jié)的節(jié)流控制裝置，和/或
[0014]對所述主變幅卷揚進行恒速收放繩控制的壓力控制裝置。
[0015]進一步的，所述桅桿頂升油缸為一級油缸，所述同步控制裝置為所述節(jié)流控制裝置或所述壓力控制裝置。
[0016]進一步的，所述桅桿頂升油缸為三級以上的多級油缸，在第一級油缸進行伸縮時所述同步控制裝置采用所述節(jié)流控制裝置，在最后一級油缸進行伸縮時所述同步控制裝置采用所述壓力控制裝置，在中間級油缸進行伸縮時所述同步控制裝置采用所述節(jié)流控制裝置或所述壓力控制裝置。
[0017]進一步的，所述桅桿頂升油缸為二級油缸，在第一級油缸進行伸縮時所述同步控制裝置采用所述節(jié)流控制裝置，在第二級油缸進行伸縮時所述同步控制裝置采用所述壓力控制裝置。
[0018]進一步的，所述節(jié)流控制裝置包括主換向閥、工作位置鎖定機構(gòu)、阻尼、壓力傳感器和卷揚速度控制器，所述阻尼設(shè)置在所述桅桿頂升油缸的大腔內(nèi)，并與所述桅桿頂升油缸的大腔油口相連，所述主換向閥的進油口和回油口分別與油泵和油箱相通，所述主換向閥的兩個工作油口分別與所述桅桿頂升油缸的大腔油口和小腔油口相通，所述壓力傳感器的測壓點設(shè)置在所述桅桿頂升油缸的大腔油口對應(yīng)的油路上，所述工作位置鎖定機構(gòu)設(shè)于所述主換向閥與所述桅桿頂升油缸的大腔油口之間的油路中，用以對所述桅桿頂升油缸進行工作位置鎖定，所述卷揚速度控制器與所述壓力傳感器連接，根據(jù)所述壓力傳感器測量到的所述桅桿頂升油缸的大腔壓力對所述主變幅卷揚進行收放繩速度調(diào)節(jié)。
[0019]進一步的，所述工作位置鎖定機構(gòu)為平衡閥。
[0020]進一步的，所述節(jié)流控制裝置還包括單向節(jié)流閥，所述單向節(jié)流閥設(shè)于所述主換向閥與所述平衡閥之間的油路中。
[0021]進一步的，所述平衡閥為壓力平衡式單作用平衡閥。
[0022]進一步的，所述工作位置鎖定機構(gòu)包括第一溢流閥、液壓鎖和單向閥，所述液壓鎖設(shè)于所述主換向閥與所述桅桿頂升油缸的大腔油口之間的油路中，所述液壓鎖的控制油口與所述桅桿頂升油缸的小腔油口相通，所述第一溢流閥和單向閥串聯(lián)連接，串聯(lián)的所述第一溢流閥和單向閥與所述液壓鎖并聯(lián)連接。
[0023]進一步的，所述節(jié)流控制裝置還包括單向節(jié)流閥，所述單向節(jié)流閥與所述液壓鎖串聯(lián)連接，串聯(lián)的所述單向節(jié)流閥和液壓鎖與串聯(lián)的所述第一溢流閥和單向閥并聯(lián)連接。
[0024]進一步的，還包括用于切換到手動控制的副換向閥，所述副換向閥的進油口和回油口分別與所述主換向閥的一個工作油口和所述油箱相通，所述副換向閥的一個工作油口與所述桅桿頂升油缸的小腔油口相通。
[0025]進一步的，所述主換向閥為三位四通電磁換向閥，中位機能為“Y”型，所述副換向閥為兩位四通電磁換向閥。
[0026]進一步的，所述壓力控制裝置包括主換向閥、工作位置鎖定機構(gòu)、第二溢流閥、壓力傳感器和卷揚速度控制器，所述主換向閥的進油口和回油口分別與油泵和油箱相通，所述主換向閥的兩個工作油口分別與所述桅桿頂升油缸的大腔油口和小腔油口相通，所述壓力傳感器的測壓點設(shè)置在所述桅桿頂升油缸的大腔油口對應(yīng)的油路上，所述工作位置鎖定機構(gòu)設(shè)于所述主換向閥與所述桅桿頂升油缸的大腔油口之間的油路中，用以對所述桅桿頂升油缸進行工作位置鎖定，所述第二溢流閥設(shè)置在所述油泵與所述主換向閥的進油口之間的油路上，所述卷揚速度控制器與所述壓力傳感器相連，控制所述主變幅卷揚以恒定速度收放繩。
[0027]進一步的，所述主換向閥為三位四通電磁換向閥，中位機能為“Y”型。
[0028]進一步的，還包括角度傳感器，所述角度傳感器固定在所述桅桿上，用于測量所述桅桿的角度值，所述角度傳感器與所述節(jié)流控制裝置和所述壓力控制裝置相連，所述節(jié)流控制裝置和所述壓力控制裝置根據(jù)所述角度傳感器測量的角度值進行同步控制方式的切換。
[0029]基于上述技術(shù)方案，本實用新型通過同步控制裝置對履帶起重機桅桿的起落過程進行自動控制，采用的控制形式可以是對桅桿頂升油缸進行節(jié)流控制以及根據(jù)桅桿頂升油缸的大腔壓力對主變幅卷揚進行收放繩速度調(diào)節(jié)的節(jié)流控制裝置，也可以是對主變幅卷揚進行恒速收放繩控制的壓力控制裝置，或者兩種控制裝置均采用的控制形式，能夠針對于不同的桅桿頂升油缸的形式來對油缸伸縮以及主變幅卷揚收放繩的速度進行合理控制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0031]圖1為本實用新型履帶起重機桅桿起落同步控制系統(tǒng)的一實施例的安裝示意圖。
[0032]圖2為本實用新型履帶起重機桅桿起落同步控制系統(tǒng)實施例采用圖1安裝方式的一種液壓原理不意圖。
[0033]圖3為本實用新型履帶起重機桅桿起落同步控制系統(tǒng)實施例采用圖1安裝方式的另一種液壓原理不意圖。
[0034]圖4為本實用新型履帶起重機桅桿起落同步控制系統(tǒng)的另一實施例的安裝示意圖。
[0035]圖5為本實用新型履帶起重機桅桿起落同步控制系統(tǒng)實施例采用圖4安裝方式的一種液壓原理不意圖。
[0036]圖6為本實用新型履帶起重機桅桿起落同步控制系統(tǒng)實施例采用圖4安裝方式的另一種液壓原理不意圖。
【具體實施方式】
[0037]下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術(shù)方案做進一步的詳細描述。
[0038]在履帶起重機桅桿的起落同步控制系統(tǒng)中，包括了主變幅鋼絲繩、主變幅卷揚、桅桿頂升油缸及同步控制裝置，履帶起重機的桅桿一端固定在轉(zhuǎn)臺前方鉸點上，并由主變幅卷揚通過主變幅鋼絲繩牽引桅桿的另一端，桅桿頂升油缸的一端固定在轉(zhuǎn)臺底部鉸點上，另一端通過連接板連接在桅桿的下表面。而同步控制裝置可以根據(jù)具體情況選擇對桅桿頂升油缸進行節(jié)流控制以及根據(jù)桅桿頂升油缸的大腔壓力對主變幅卷揚進行收放繩速度調(diào)節(jié)的節(jié)流控制裝置，也可以選擇對主變幅卷揚進行恒速收放繩控制的壓力控制裝置，或者采用綜合兩種壓力控制裝置的多段控制方式。
[0039]對于履帶起重機來說，桅桿頂升油缸可以采用一級油缸，也可以采用二級油缸，或者三級以上的多級油缸。對于一級油缸來說，由于油缸的作用面積始終不變，因此不存在壓力突變的問題，因此可以采用節(jié)流控制裝置，也可以采用壓力控制裝置，通常不采用綜合兩種控制裝置的控制方式。其中節(jié)流控制裝置相比于壓力控制裝置的壓力超調(diào)較小，但控制時需要涉及到壓力檢測和反饋控制，在控制難度上略大一些，因此工程人員可以根據(jù)需要選擇適合的控制方案。
[0040]如圖1所示，為本實用新型履帶起重機桅桿起落同步控制系統(tǒng)的一實施例的安裝示意圖。在本實施例中，履帶起重機的桅桿101的一端固定在轉(zhuǎn)臺104的前方鉸點上，桅桿101可繞該鉸點旋轉(zhuǎn)一定的角度，在轉(zhuǎn)臺104上還設(shè)有主變幅卷揚102，主變幅卷揚102所引出的主變幅鋼絲繩牽引著桅桿101的另一端，形成沿主變幅鋼絲繩103指向轉(zhuǎn)臺104的拉力C，桅桿頂升油缸7設(shè)置在靠近轉(zhuǎn)臺104前方鉸點的位置，桅桿頂升油缸7的一端(即缸筒端)固定在轉(zhuǎn)臺104底部鉸點上，桅桿頂升油缸7也可圍繞著底部鉸點擺動一定角度，而桅桿頂升油缸7的另一端通過連接板連接在桅桿101的下表面，形成對桅桿101的頂升力A，其頂升過程需要克服桅桿101的重力B。
[0041]從圖1可以看到，桅桿頂升油缸7為一級油缸，因此同步控制裝置可選用節(jié)流控制裝置或者壓力控制裝置。圖2示出了節(jié)流控制裝置的液壓原理示意圖。從圖2可以看到，節(jié)流控制裝置包括主換向閥3、工作位置鎖定機構(gòu)、阻尼6、壓力傳感器8和卷揚速度控制器(圖中未示出)。阻尼6設(shè)置在桅桿頂升油缸7的大腔(即無桿腔，后文中小腔即有桿腔)內(nèi)，并與桅桿頂升油缸7的大腔油口相連。
[0042]主換向閥3的進油口和回油口分別與油泵I和油箱相通，主換向閥的兩個工作油口 A、B分別與桅桿頂升油缸7的大腔油口和小腔油口相通。
[0043]壓力傳感器8的測壓點設(shè)置在桅桿頂升油缸7的大腔油口對應(yīng)的油路上。壓力傳感器8可以安裝一個或兩個，由于兩個桅桿頂升油缸7是同時作用于桅桿101的，因此理論上兩個油缸的作用力是完全相同的，因此安裝一個壓力傳感器就足夠了。但在實際使用中，可以在兩個油缸的大腔油口均安裝壓力傳感器，其中一個用于控制，另一個作為參照，當兩個壓力傳感器的數(shù)值差異較大時則提示發(fā)生故障。
[0044]工作位置鎖定機構(gòu)設(shè)于主換向閥3與桅桿頂升油缸7的大腔油口之間的油路中，用以對桅桿頂升油缸7進行工作位置鎖定。而卷揚速度控制器與壓力傳感器8連接，能夠根據(jù)壓力傳感器8測量到的桅桿頂升油缸7的大腔壓力對主變幅卷揚102進行收放繩速度調(diào)節(jié)。
[0045]節(jié)流控制裝置的控制原理中包括了阻尼對通入桅桿頂升油缸的大腔中液壓油的流量的限制，以及卷揚速度控制器根據(jù)桅桿頂升油缸大腔內(nèi)壓力所進行的收放繩速度的調(diào)整，桅桿頂升油缸伸出和縮回的速度由阻尼來決定，而壓力傳感器監(jiān)視桅桿頂升油缸的大腔壓力，當壓力超過桅桿實際所需的壓力一定范圍時，說明主變幅卷揚的放繩速度過慢或者收繩速度過快，則由卷揚速度控制器來加快主變幅卷揚的放繩速度，或者減慢主變幅卷揚的收繩速度，直至壓力回到正常范圍，反之，如果桅桿頂升油缸的大腔壓力下降到接近桅桿自重所產(chǎn)生的壓力時，說明主變幅鋼絲繩的張緊力不夠，主變幅卷揚放繩過快或收繩過慢，則使主變幅卷揚的放繩速度降低，或使主變幅卷揚的收繩速度提高，直至壓力回到正常范圍。
[0046]工作位置鎖定機構(gòu)能夠?qū)ξU頂升油缸7進行工作位置鎖定，是重要的組成部分，在具體實現(xiàn)上，可以采用圖2中所舉的平衡閥5實例，或者其它結(jié)構(gòu)形式的平衡閥。在安裝方面，可以將平衡閥直接固定在桅桿頂升油缸7的大腔所在的連接塊上，并在平衡閥5與大腔直接相通的油口 M安裝壓力傳感器8和測壓接頭。
[0047]平衡閥5優(yōu)選壓力平衡式單作用平衡閥，其開啟壓力不會受到背壓影響，液壓油通過平衡閥5向桅桿頂升油缸7的大腔流動的過程中會經(jīng)過平衡閥5內(nèi)的單向閥，而大腔內(nèi)的液壓油從平衡閥5流出的過程中經(jīng)過平衡閥5內(nèi)的溢流閥，而油口 V2的背壓不會影響到平衡閥5的溢流開啟壓力。
[0048]工作位置鎖定機構(gòu)除了采用平衡閥實現(xiàn)之外，還可以采用第一溢流閥、液壓鎖和單向閥的組合結(jié)構(gòu)，由于在后面實施例中將會說明，此處暫不詳述。
[0049]對于一級油缸，也可以單獨采用壓力控制裝置，壓力控制裝置主要是通過對主變幅卷揚進行恒速收放繩控制，而收放繩過程中多余的液壓油可通過溢流閥流回油缸，從而實現(xiàn)桅桿頂升油缸恒定的支撐力，且桅桿頂升油缸的伸出和縮回速度分別跟隨著主變幅卷揚的放繩和收繩的速度，實現(xiàn)同步起落控制。
[0050]圖3示出了壓力控制裝置的液壓原理圖。壓力控制裝置包括主換向閥3、工作位置鎖定機構(gòu)、第二溢流閥2、壓力傳感器8和卷揚速度控制器(圖中未示出)，主換向閥3的進油口和回油口分別與油泵I和油箱相通，主換向閥3的兩個工作油口分別與桅桿頂升油缸7的大腔油口和小腔油口相通，壓力傳感器8的測壓點設(shè)置在桅桿頂升油缸7的大腔油口對應(yīng)的油路上。工作位置鎖定機構(gòu)設(shè)于主換向閥3與桅桿頂升油缸7的大腔油口之間的油路中，用以對桅桿頂升油缸7進行工作位置鎖定，第二溢流閥2設(shè)置在油泵I與主換向閥3的進油口之間的油路上，卷揚速度控制器與壓力傳感器相連，控制主變幅卷揚以恒定速度收放繩。
[0051]工作位置鎖定機構(gòu)除了采用前面介紹過的平衡閥實現(xiàn)之外，還可以采用第一溢流閥、液壓鎖和單向閥的組合結(jié)構(gòu)，由于在后面實施例中將會說明，此處暫不詳述。
[0052]對于二級油缸，或者三級以上的多級油缸來說，由于油缸的作用面積會發(fā)生變化，因此存在壓力突變的問題，其控制存在一定的難度。對于這類桅桿頂升油缸，本實用新型的履帶起重機桅桿起落同步控制系統(tǒng)則會綜合節(jié)流控制裝置和壓力控制裝置進行控制，在工作過程的不同階段選擇適合的控制裝置。[0053]如果桅桿頂升油缸為三級以上的多級油缸，在第一級油缸進行伸縮時為了減小壓力超調(diào)，同步控制裝置采用節(jié)流控制裝置，在最后一級油缸進行伸縮時，為了避免阻尼堵塞，同步控制裝置采用壓力控制裝置，在中間級油缸進行伸縮時同步控制裝置采用節(jié)流控制裝置或壓力控制裝置。
[0054]由于多級油缸成本較高，系統(tǒng)控制難度較大，使用的較少，而二級油缸則更為常見一些，下面以二級油缸為例來對本實用新型的履帶起重機桅桿起落同步控制系統(tǒng)實施例進行說明。
[0055]如圖4所示，為本實用新型履帶起重機桅桿起落同步控制系統(tǒng)的另一實施例的安裝示意圖。與上一實施例相比，本實施例的桅桿頂升油缸7為二級油缸，而且在桅桿上固定有角度傳感器105，用于測量桅桿101的角度值，角度傳感器與節(jié)流控制裝置和壓力控制裝置相連，節(jié)流控制裝置和壓力控制裝置可以根據(jù)角度傳感器測量的角度值進行同步控制方式的切換。
[0056]圖5為示出了一種液壓原理示意圖。在圖5中既包括節(jié)流控制裝置，又包括壓力控制裝置，這兩種控制裝置共用了主換向閥3、工作位置鎖定機構(gòu)、壓力傳感器8和卷揚速度控制器(圖中未示出)。圖5中的工作位置鎖定機構(gòu)為平衡閥5，由于前面已經(jīng)有所介紹，這里就不再詳細說明了。在節(jié)流控制裝置中，還可以進一步包括圖5中的單向節(jié)流閥4，單向節(jié)流閥4設(shè)于主換向閥3與平衡閥5之間的油路中，其作用是在桅桿落的過程中對桅桿頂升油缸7的縮回速度進行限制，使其保持恒定，同時單向節(jié)流閥4還可以進行調(diào)節(jié)，以調(diào)整桅桿頂升油缸7的縮回速度。
[0057]在圖5中，還可以增加一用于切換到手動控制的副換向閥9，副換向閥9的進油口和回油口分別與主換向閥3的一個工作油口和油箱相通，副換向閥9的一個工作油口與桅桿頂升油缸7的小腔油口相通。
[0058]在主換向閥和副換向閥的選擇上，主換向閥可采用三位四通電磁換向閥，優(yōu)選中位機能為“Y”型，副換向閥可采用兩位四通電磁換向閥。
[0059]對于采用二級油缸的本實施例來說，桅桿在0°時對桅桿頂升油缸的作用力最大，在90°時對桅桿頂升油缸的作用力為0，整個過程中作用力呈拋物線狀均勻變化。從0°到某角度A時，第一級油缸起作用，油缸作用面積大；從角度A到90°時，第二級油缸起作用，油缸作用面積小。整個過程中，要求油缸伸縮速度均勻。
[0060]當桅桿在到達角度A時，第一級油缸已經(jīng)完全伸出，第二級油缸開始伸出。在桅桿頂升油缸作用面積變化的時刻，桅桿角度基本沒變，因此桅桿對桅桿頂升油缸的作用力也基本沒變，但是油缸的作用面積變小了，因此要求此時油缸的壓力要提高。
[0061 ] 前面提到了桅桿頂升油缸伸出速度控制可以有兩種方式，一種是通過節(jié)流控制裝置，一種是壓力控制裝置。由于是兩級油缸，單獨采用任何一種控制裝置都需要設(shè)置兩套溢流閥或兩個節(jié)流閥，且要求分別在不同的角度起作用，實現(xiàn)起來需要增加很多額外的零件，系統(tǒng)較復(fù)雜。因此本實施例采用了綜合兩種控制裝置的方式，考慮到第一級油缸面積大，達到同樣的速度需要的流量較多，用節(jié)流控制速度壓力超調(diào)很小，因此產(chǎn)生的額外推力小，且節(jié)流阻尼孔直徑可以相對較大，不易堵塞，而第二級油缸作用面積小，達到同樣的速度需要的流量較小，用壓力控制時即使存在壓力超調(diào)，但產(chǎn)生的額外推力也很小，若采用節(jié)流控制，則阻尼孔可能因太小而堵塞。[0062]基于以上特點，可使在第一級油缸進行伸縮時同步控制裝置采用節(jié)流控制裝置，在第二級油缸進行伸縮時同步控制裝置采用壓力控制裝置，將兩者結(jié)合起來，不僅能實現(xiàn)良好的同步控制，而且還可以共用一些器件，實現(xiàn)較簡單的系統(tǒng)構(gòu)成。
[0063]圖6給出了另一種液壓原理示意圖。與圖5相比，工作位置鎖定機構(gòu)采用了第一溢流閥10、液壓鎖12和單向閥11代替圖5中的平衡閥，液壓鎖12設(shè)于主換向閥3與桅桿頂升油缸7的大腔油口之間的油路中，液壓鎖12的控制油口與桅桿頂升油缸7的小腔油口相通，第一溢流閥10和單向閥11串聯(lián)連接，串聯(lián)的第一溢流閥10和單向閥11與液壓鎖12并聯(lián)連接。
[0064]液壓鎖12的作用是在不操作時將桅桿鎖定在任何工作位置，而桅桿101壓縮桅桿頂升油缸7的第二級油缸時，桅桿頂升油缸7的大腔內(nèi)的液壓油由第一溢流閥10流回油箱，單向閥11用于防止工作時油液高壓作用在溢流閥10的出油口，起到保護溢流閥10的作用。
[0065]在圖6中的節(jié)流控制裝置也包括單向節(jié)流閥4，單向節(jié)流閥4與液壓鎖12串聯(lián)連接，串聯(lián)的單向節(jié)流閥4和液壓鎖12與串聯(lián)的第一溢流閥10和單向閥11并聯(lián)連接。雖然單向節(jié)流閥4與工作位置鎖定機構(gòu)的位置關(guān)系與圖5中略有不同，但其功能是基本一致的，這里就不再贅述了。
[0066]下面以圖4和圖5對應(yīng)的實施例為例，來對履帶起重機桅桿起落同步控制過程進行說明。
[0067]1、桅桿同步起操作
[0068]當履帶起重機處于安裝工況，且桅桿同步起按鈕打開時，主換向閥3右位得電，油泵I提供的高壓油依次通過主換向閥3、單向節(jié)流閥4內(nèi)的單向閥、平衡閥5內(nèi)的單向閥、桅桿頂升油缸7大腔油道內(nèi)的阻尼6，達到桅桿頂升油缸7的大腔，推動桅桿頂升油缸7伸出。同時，主變幅卷揚102開始放繩。在桅桿頂升油缸7的推力作用下，桅桿101開始緩慢起升。其中阻尼6用于限制桅桿頂升油缸7的起升速度。
[0069]在桅桿101從角度為零到桅桿頂升油缸7第一級油缸完全伸出的過程中，通過壓力傳感器8監(jiān)控定桅桿頂升油缸7大腔壓力。當主變幅卷揚102放繩過慢時，桅桿101向下的拉力C會增加，同時桅桿頂升油缸7大腔的壓力會升高。當桅桿頂升油缸7壓力升高到一定程度時，控制器自動提高主變幅卷揚102的放繩速度，同時會導(dǎo)致桅桿101所受的拉力C下降，進而桅桿頂升油缸7大腔的壓力也會下降。同理，當主變幅卷揚102放繩速度過快時，也會導(dǎo)致桅桿頂升油缸7壓力下降。當壓力下降到一定程度時，控制器自動減小主變幅卷揚102的放繩速度，使主變幅鋼絲繩103收緊，維持適度的張緊力。如此，桅桿頂升油缸7以較恒定的速度伸出，通過監(jiān)控壓力自動調(diào)節(jié)主變幅卷揚102放繩速度，使主變幅鋼絲繩103保持適度的張緊力，實現(xiàn)桅桿101在零度到桅桿頂升油缸7第一級全部伸出過程中的同步起操作。
[0070]在桅桿頂升的過程中，桅桿角度與油缸的伸長量是--對應(yīng)的，因此可以通過桅
桿101上的角度傳感器105所測量到的角度來確定第一級油缸是否已完全伸出，當確定完全伸出時，則可以進行控制方式的切換，同時第二級油缸開始參與工作。
[0071]從桅桿頂升油缸7第二級剛開始伸出，到桅桿101超過90度能依靠自重實現(xiàn)下落的過程中，主變幅卷揚102以恒定的速度放繩。桅桿頂升油缸7在溢流閥2設(shè)定的壓力下提供恒定的推力，多余的油液從溢流閥2處流回油箱。該階段，主變幅卷揚102放繩的速度即為桅桿101起的速度，單獨控制主變幅卷揚102放繩速度即可實現(xiàn)桅桿101同步起操作。
[0072]角度傳感器105還可以對桅桿101的最大和最小角度進行監(jiān)測，當檢測到大最大角度或者最小角度時，則可以控制桅桿起升過程的起和停。
[0073]整個桅桿起升過程中壓力傳感器8可以一直監(jiān)控桅桿頂升油缸7大腔壓力，若由于故障原因?qū)е聣毫Τ^預(yù)設(shè)最高值時，系統(tǒng)自動限制主變幅卷揚102收繩和桅桿頂升油缸7伸出動作,保護桅桿101和桅桿頂升油缸7不被破壞。
[0074]2、桅桿同步落操作
[0075]在履帶起重機處于安裝工況，且桅桿同步落按鈕打開的情況下，若主臂拉板力大于一定值，則判斷桅桿101仍處于工作狀態(tài)，限制桅桿同步落操作。若桅桿101角度大于95°，還需檢測桅桿頂升油缸7大腔的壓力，若壓力低于一定值，接近零時，則判斷桅桿頂升油缸7尚未貼緊桅桿，需停止主變幅卷揚102收繩動作，同時主換向閥3右位得電，桅桿頂升油缸7伸出。
[0076]若檢測到壓力大于一定值后，則判斷桅桿頂升油缸7已經(jīng)貼緊桅桿101，此時，主換向閥3失電，主變幅卷揚102繼續(xù)收繩。桅桿頂升油缸7大腔里的液壓油在平衡閥5調(diào)定的壓力下溢流，同時桅桿頂升油缸7對桅桿101提供恒定的支撐力，直到桅桿頂升油缸7第二級完全縮回。在這一階段，主變幅卷揚102收繩的速度即為桅桿101落的速度，單獨控制主變幅卷揚102收繩速度即可實現(xiàn)桅桿101同步落操作。
[0077]當桅桿頂升油缸7第二級油缸完全縮回，第一級油缸開始回縮時，主換向閥3左位得電，液壓泵I提供的壓力油作用在平衡閥5的控制口 VI，平衡閥4被完全打開，桅桿頂升油缸7大腔的液壓油在阻尼6、單向節(jié)流閥4內(nèi)的節(jié)流閥共同作用下，以較恒定的速度流回油箱。調(diào)節(jié)單向節(jié)流閥4可以控制桅桿頂升油缸7的下降速度。同時，主變幅卷揚102開始收繩，控制器根據(jù)桅桿頂升油缸7大腔壓力自動調(diào)節(jié)主變幅卷揚102的收繩速度，使桅桿頂升油缸7大腔的壓力維持在一定的范圍內(nèi)，從而保證主變幅鋼絲繩103保持一定的張緊力。在這一階段，通過壓力傳感器8對桅桿頂升油缸7的大腔壓力的監(jiān)控，控制主變幅卷揚102收繩速度來適應(yīng)桅桿頂升油缸7下落速度，實現(xiàn)桅桿101同步落控制。
[0078]桅桿平放在轉(zhuǎn)臺上時，為避免桅桿受到彎矩，應(yīng)使主變幅鋼絲繩103對桅桿的拉力C為零。因此，當桅桿101快接近水平狀態(tài)時，停止主變幅卷揚102收繩動作，桅桿頂升油缸7在桅桿自重B的作用下繼續(xù)下落，直至桅桿101平放在轉(zhuǎn)臺上為止。至此完成桅桿頂升油缸同步落操作。
[0079]3、桅桿手動起、落控制
[0080]為保證在桅桿同步控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障的情況下仍能起落桅桿，系統(tǒng)保留了手動起落桅桿的功能。具體為:手動起桅桿時，主換向閥3右位得電，液壓油進入桅桿頂升油缸7大腔，油缸伸出，小腔內(nèi)油液通過電磁換向閥9流回油箱；手動落時，主換向閥3左位得電，電磁換向閥9得電，液壓油同時進入桅桿頂升油缸7小腔和平衡閥5控制油口 VI，平衡閥5打開，桅桿頂升油缸7大腔內(nèi)的油液通過主換向閥3流回油箱，油缸縮回。通過交替操作桅桿頂升油缸7的伸縮和主變幅卷揚102的收放繩動作，實現(xiàn)桅桿101的起落控制。
[0081]通過以上對履帶起重機桅桿起落同步控制系統(tǒng)的各實施例的結(jié)構(gòu)、原理以及工作過程的說明，可以看到，本實用新型的履帶起重機桅桿起落同步控制系統(tǒng)所采用的節(jié)流控制裝置和/或述壓力控制裝置，能夠合理控制油缸伸縮以及主變幅卷揚收放繩的速度。而具體對于桅桿頂升油缸為二級油缸，甚至三級以上的多級油缸的情況，則在第一級油缸工作時采用節(jié)流控制裝置進行節(jié)流調(diào)速，最后一級油缸工作時采用壓力控制裝置進行恒壓控制，解決了頂升油缸和主變幅卷揚同步控制的問題，同時從控制原理上回避了桅桿頂升油缸作用面積不同時需要進行壓力切換的問題，解決了多級油缸工作中油缸推力突變的問題，并簡化了系統(tǒng)構(gòu)成。另由于在第一級油缸工作時采用節(jié)流控制裝置進行節(jié)流調(diào)速，油缸下降速度不再決定于平衡閥的開啟壓力，而是決定于單向節(jié)流閥的開口大小，使得桅桿下落過程中的壓力超調(diào)大為減小，改善了桅桿受力情況，有利于桅桿的減重設(shè)計和降低成本。
[0082]最后應(yīng)當說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非對其限制；盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解:依然可以對本實用新型的【具體實施方式】進行修改或者對部分技術(shù)特征進行等同替換；而不脫離本實用新型技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型請求保護的技術(shù)方案范圍當中。
【權(quán)利要求】
1.一種履帶起重機桅桿起落同步控制系統(tǒng)，包括主變幅鋼絲繩、主變幅卷揚、桅桿頂升油缸及同步控制裝置，所述履帶起重機的桅桿一端固定在轉(zhuǎn)臺前方鉸點上，并由所述主變幅卷揚通過所述主變幅鋼絲繩牽引所述桅桿的另一端，所述桅桿頂升油缸的一端固定在轉(zhuǎn)臺底部鉸點上，另一端通過連接板連接在所述桅桿的下表面，其特征在于: 所述同步控制裝置為:對所述桅桿頂升油缸進行節(jié)流控制以及根據(jù)所述桅桿頂升油缸的大腔壓力對所述主變幅卷揚進行收放繩速度調(diào)節(jié)的節(jié)流控制裝置，和/或 對所述主變幅卷揚進行恒速收放繩控制的壓力控制裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的履帶起重機桅桿起落同步控制系統(tǒng)，其特征在于，所述桅桿頂升油缸為一級油缸，所述同步控制裝置為所述節(jié)流控制裝置或所述壓力控制裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的履帶起重機桅桿起落同步控制系統(tǒng)，其特征在于，所述桅桿頂升油缸為三級以上的多級油缸，在第一級油缸進行伸縮時所述同步控制裝置采用所述節(jié)流控制裝置，在最后一級油缸進行伸縮時所述同步控制裝置采用所述壓力控制裝置，在中間級油缸進行伸縮時所述同步控制裝置采用所述節(jié)流控制裝置或所述壓力控制裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的履帶起重機桅桿起落同步控制系統(tǒng)，其特征在于，所述桅桿頂升油缸為二級油缸，在第一級油缸進行伸縮時所述同步控制裝置采用所述節(jié)流控制裝置，在第二級油缸進行伸縮時所述同步控制裝置采用所述壓力控制裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的履帶起重機桅桿起落同步控制系統(tǒng)，其特征在于，所述節(jié)流控制裝置包括主換向閥、工作位置鎖定機構(gòu)、阻尼、壓力傳感器和卷揚速度控制器，所述阻尼設(shè)置在所述桅桿頂升油缸的大腔內(nèi)，并與所述桅桿頂升油缸的大腔油口相連，所述主換向閥的進油口和回油口分別與油泵和油箱相通，所述主換向閥的兩個工作油口分別與所述桅桿頂升油缸的大腔油口和小腔油口相通，所述壓力傳感器的測壓點設(shè)置在所述桅桿頂升油缸的大腔油口對應(yīng)的油 路上，所述工作位置鎖定機構(gòu)設(shè)于所述主換向閥與所述桅桿頂升油缸的大腔油口之間的油路中，用以對所述桅桿頂升油缸進行工作位置鎖定，所述卷揚速度控制器與所述壓力傳感器連接，根據(jù)所述壓力傳感器測量到的所述桅桿頂升油缸的大腔壓力對所述主變幅卷揚進行收放繩速度調(diào)節(jié)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的履帶起重機桅桿起落同步控制系統(tǒng)，其特征在于，所述工作位置鎖定機構(gòu)為平衡閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的履帶起重機桅桿起落同步控制系統(tǒng),其特征在于,所述節(jié)流控制裝置還包括單向節(jié)流閥，所述單向節(jié)流閥設(shè)于所述主換向閥與所述平衡閥之間的油路中。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的履帶起重機桅桿起落同步控制系統(tǒng)，其特征在于，所述平衡閥為壓力平衡式單作用平衡閥。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的履帶起重機桅桿起落同步控制系統(tǒng)，其特征在于，所述工作位置鎖定機構(gòu)包括第一溢流閥、液壓鎖和單向閥，所述液壓鎖設(shè)于所述主換向閥與所述桅桿頂升油缸的大腔油口之間的油路中，所述液壓鎖的控制油口與所述桅桿頂升油缸的小腔油口相通，所述第一溢流閥和單向閥串聯(lián)連接，串聯(lián)的所述第一溢流閥和單向閥與所述液壓鎖并聯(lián)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的履帶起重機桅桿起落同步控制系統(tǒng),其特征在于，所述節(jié)流控制裝置還包括單向節(jié)流閥，所述單向節(jié)流閥與所述液壓鎖串聯(lián)連接，串聯(lián)的所述單向節(jié)流閥和液壓鎖與串聯(lián)的所述第一溢流閥和單向閥并聯(lián)連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的履帶起重機桅桿起落同步控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于切換到手動控制的副換向閥，所述副換向閥的進油口和回油口分別與所述主換向閥的一個工作油口和所述油箱相通，所述副換向閥的一個工作油口與所述桅桿頂升油缸的小腔油口相通。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的履帶起重機桅桿起落同步控制系統(tǒng)，其特征在于，所述主換向閥為三位四通電磁換向閥，中位機能為“Y”型，所述副換向閥為兩位四通電磁換向閥。
13.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的履帶起重機桅桿起落同步控制系統(tǒng)，其特征在于，所述壓力控制裝置包括主換向閥、工作位置鎖定機構(gòu)、第二溢流閥、壓力傳感器和卷揚速度控制器，所述主換向閥的進油口和回油口分別與油泵和油箱相通，所述主換向閥的兩個工作油口分別與所述桅桿頂升油缸的大腔油口和小腔油口相通，所述壓力傳感器的測壓點設(shè)置在所述桅桿頂升油缸的大腔油口對應(yīng)的油路上，所述工作位置鎖定機構(gòu)設(shè)于所述主換向閥與所述桅桿頂升油缸的大腔油口之間的油路中，用以對所述桅桿頂升油缸進行工作位置鎖定，所述第二溢流閥設(shè)置在所述油泵與所述主換向閥的進油口之間的油路上，所述卷揚速度控制器與所述壓力傳感器相連，控制所述主變幅卷揚以恒定速度收放繩。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的履帶起重機桅桿起落同步控制系統(tǒng)，其特征在于，所述主換向閥為三位四通電磁換向閥，中位機能為“Y”型。
15.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的履帶起重機桅桿起落同步控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括角度傳感器，所述角度傳感器固定在所述桅桿上，用于測量所述桅桿的角度值，所述角度傳感器與所述節(jié)流控制裝置和所述壓力控制裝置相連，所述節(jié)流控制裝置和所述壓力控制裝置根據(jù)所述角度傳感器測量的角度值進行同步控制方式的切換。
【文檔編號】B66C13/20GK203411244SQ201320444214
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月24日
【發(fā)明者】陳遠澤, 張紅松, 孫影, 徐剛, 劉可 申請人:徐工集團工程機械股份有限公司