CN101700856B - 履带起重机桅杆收放自动控制液压*** - Google Patents

Abstract

本发明公开一种履带起重机桅杆收放自动控制液压***包括第一液压泵、第二液压泵、主阀、第三液压泵、第一切换阀组、第二切换阀组、电磁阀、制动器和辅助阀。主阀具有P口、A口和B口，主阀的P口连接所述第一液压泵，主阀上还连接有所述第一切换阀组和第二切换阀组，主阀的A口和B口分别与马达连接。制动器连接于马达和电磁阀的P口。第二液压泵连接于电磁阀的A口、第一切换阀组和第二切换阀组。辅助阀具有P口、A口和B口，辅助阀通过P口与第三液压泵连接，辅助阀的A口连接于桅杆油缸的无杆腔，辅助阀的B口连接于桅杆油缸的有杆腔。本发明能实现桅杆自动收放，而且收放效率高，在收放过程中，不会乱绳。

Description

履带起重机桅杆收放自动控制液压***

技术领域

本发明涉及履带起重机的桅杆，尤其涉及用于控制履带起重机桅杆收放自动控制液压***，该***用于控制履带起重机的桅杆，实现履带起重机桅杆的自动升降。

背景技术

传统的履带起重机桅杆收放方式通常采用多名操作手联合操作的方式来实现收放，该联合操作方式是一名操作手在司机室里操作变幅卷扬动作，另外一名操作手在司机室外用遥控器来操作桅杆油缸动作，从而，实现履带起重机桅杆的收放。

但是，由于采用人工操作，因此，在操作的过程中，卷扬动作的快慢不协调，因此，操作手可能使得卷扬动作过快而导致钢丝绳预紧力减小，从而，乱绳。又由于需要两个操作手共同完成配合完成桅杆的收放动作，不仅效率低，而且，人为控制因素很多，很难保证两个操作手的协调性。

并且传统的履带起重机桅杆收放操作方式在扳起或下落时***压力始终是维持不变，扳起时变幅钢丝绳受力不均，而下落时由于桅杆与变幅动作不同步，由于桅杆重量较重易出现整机抖动或采用桅杆被动下压油缸，油缸高压稳定性较差，易出现被压弯的潜在危险

发明内容

本发明的目的是提供一种履带起重机桅杆收放自动控制液压***，该***能实现桅杆的自动收放，不会乱绳，收放效率高。并且本发明在油缸的起升与收回过程中增加了角度传感器控制油缸压力，在扳起油缸和变幅桅杆同步收放工作全程中，有桅杆角度传感器和变幅拉力传感器监控，过载保护功能，使得油缸收放工作的安全性大大增加，杜绝油缸和桅杆被压弯的危险。

为达到上述的目的，本发明的技术方案是：

履带起重机桅杆收放自动控制液压***，包括第一液压泵、第二液压泵、主阀、第三液压泵、第一切换阀组、第二切换阀组、电磁阀、制动器和辅助阀。主阀具有P口、A口和B口，主阀的P口连接所述第一液压泵，主阀上还连接有所述第一切换阀组和第二切换阀组，主阀的A口和B口分别与马达连接。制动器连接于马达和电磁阀的P口。第二液压泵连接于电磁阀的A口、第一切换阀组和第二切换阀组。辅助阀具有P口、A口和B口，辅助阀通过P口与第三液压泵连接，辅助阀的A口连接于桅杆油缸的无杆腔，辅助阀的B口连接于桅杆油缸的有杆腔。

所述液压控制***还包括平衡阀，所述平衡阀的A口与回油箱连接，所述平衡阀的A1口连接辅助阀的A口，所述平衡阀的B口与桅杆油缸的有杆腔连接，所述平衡阀的C1口与桅杆油缸的无杆腔连接。

所述自动控制液压***还包括压力控制阀组包括比例减压阀、第二电磁阀和梭阀；压力控制阀组具有P1口、P2口和P3口，所述P1口连接于桅杆油缸的有杆腔、辅助阀的B口和梭阀，所述P2口连接于平衡阀的B口和梭阀，所述P3口连接于第一切换阀组、第二切换阀组、第二液压泵、电磁阀和比例减压阀的进口，比例减压阀的出口连接第二电磁阀的进口，比例减压阀的T口与第二电磁阀的T口连接，第二电磁阀的A口连接梭阀。

所述自动控制液压***还包括角度传感器，该角度传感器设置在支撑臂上，并与压力控制阀组中的比例减压阀电性连接。

所述平衡阀包括保持压力所用的单向阀以及高压卸荷所用的溢流阀该溢流阀还具备先导控制机能使得溢流阀压力可已实时调节。

所述自动控制液压***还包括压力传感器，该压力传感器设置在桅杆油缸的无杆腔，压力传感器与第一切换阀组的电磁阀、电磁阀、第二电磁阀电性连接。

本发明操作如下：

1、桅杆同步扳起操作：在主机由工厂运至工地处需要组装或是其他工况需要水平放置的桅杆起升时，将控制旋钮打到安装模式下。按下扳起油缸扳起控制按钮进行桅杆扳起动作，桅杆油缸主动伸出，同时变幅机构随动放绳(注：要求变幅机构放绳速度稍慢)，桅杆油缸适应变幅机构放绳速度，油缸的溢流压力根据桅杆的角度变化而适时或分段变化。桅杆角度大时，油缸的溢流压力小，油缸扳起力就小；桅杆角度小时，油缸的溢流压力大，油缸扳起力就大。保证桅杆不会因为油缸压力过大导致破坏，直到桅杆角度到达桅杆靠自身重力可自由下落的垂直极限位置停止。变幅拉力传感器和油缸压力传感器同时监控，传感器测值大于规定时，停止扳起油缸动作，启动过载保护功能。此过程中，保持变幅机构钢丝绳始终有一定的预紧力，从而避免乱绳。

2、桅杆同步扳落操作：在主机需要转场时，桅杆与臂架未连接已拆卸，控制旋钮打到安装模式下，扳起油缸须全部伸出状态。操作变幅手柄进行变幅机构收绳动作，桅杆收回。变幅机构收绳同时桅杆油缸不动作，桅杆油缸通过适时或分段溢流控制压力，适应变幅机构收绳操作，油缸的溢流压力根据桅杆的角度变化而适时或分段变化。桅杆角度大时，油缸的溢流压力小，油缸抗力就小；桅杆角度小时，油缸的溢流压力大，油缸抗力就大。保证桅杆不会因为油缸压力过大导致破坏，直到桅杆角度到达水平极限位置停止。变幅拉力传感器和油缸压力传感器同时监控，传感器测值大于规定时，停止桅杆油缸动作，启动过载保护功能。此过程中，保持变幅机构钢丝绳始终有一定的预紧力，从而避免乱绳。

3、安装模式下，桅杆在垂直极限位置和水平极限位置之间时，桅杆未连接臂架，变幅机构钢丝绳收放和桅杆油缸缩伸可实现同步动作。

4、安装模式下，桅杆角度到达自装卸角度上限位，桅杆变幅动作停止，再次拉动变幅手柄时须检测桅杆油缸位置，如果不在垂直极限位置，且变幅拉力传感器测值又小于一定值时(说明桅杆与臂架未连接)，桅杆变幅不可做收绳动作，直到桅杆油缸在垂直极限位置时才可继续变幅手柄收绳动作，直到桅杆到达垂直极限位置，进一步动作可按技术路线2进行。注意：桅杆角度到达自装卸角度上限位，并进入自装卸角度范围时，扳起油缸和变幅机构不做同步动作，可分别作单独动作。

5、在工作模式下，自装卸角度上限位解除。

本发明的有益效果是：

1、由于本发明由辅助阀的一端电磁铁得电，使得第三液压泵的油液进入桅杆油缸的无杆腔，或者辅助阀的失电，桅杆自动下压而使得桅杆油缸的无杆腔的油液流入回油箱，从而，桅杆能够自动收放，桅杆收放效率高，而且第二液压泵的油液经过第一切换阀组或者第二切换阀组而使得主阀换向而推动马达，马达转动而实现收绳或者放绳的动作，因此，在收放的过程中，桅杆的下降或者上升与收绳或者放绳的动作协调性好，不会乱绳，收绳效率高。

2、由于设置平衡阀，使得整个收放过程中压力保持恒定，动作平稳。并且由于该平衡阀的存在，使得收放过程中桅杆油缸与桅杆的刚性连接的冲击转化为液压的柔性缓冲，避免桅杆油缸的意外折弯。

3、由于压力控制阀组包括比例减压阀、电磁阀和梭阀，因此，可通过比例减压阀来调节平衡阀的压力，可以避免钢丝绳受拉力过大和油缸桅杆下降过快，例如，比例减压阀输出的油液压力增大时，平衡阀中油液的压力会减小，从而，可以避免桅杆升起和放绳速度不一致而导致钢丝绳受力过大；比例减压阀输出的油液压力减小时，平衡阀输出的油液的压力会增大，从而，避免由于桅杆重力导致桅杆下降过快。

4、由于设置有角度传感器，角度传感器侦测桅杆角度的变化，角度传感器将信号传递给压力控制阀的比例减压阀，从而使得比例减压阀输出的油液压力随着角度的变化而变化，从而，桅杆的下降和钢丝绳的收绳一致，或者桅杆的上升和钢丝绳的放绳一致。

5、由于设置有压力传感器，当有意外情况导致桅杆油缸的无杆腔的油液压力迅速升高时，压力传感器给发出信号，导致第一切换阀组、压力控制阀组的电磁阀和电磁阀同时失电，整个下降过程停止，避免油缸被压弯。

6、由于钢丝绳上设置有拉力传感器，因此，通过拉力传感器侦测拉力，可以避免拉力过大导致桅杆弯曲现象出现。

附图说明

图1是本发明履带起重机桅杆收放自动控制液压***的一实施例的示意图；

图2是本发明履带起重机桅杆收放自动控制液压***的原理图。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的结构特征。

如图1、图2所示，本发明履带起重机桅杆收放自动控制液压***包括包括第一液压泵1、第二液压泵16、主阀2、第三液压泵17、第一切换阀组9、第二切换阀组6、电磁阀5、制动器4、马达3、辅助阀18、平衡阀19、压力控制阀组12、角度传感器21、压力传感器26和控制器28。

主阀2具有P口、A口和B口，主阀2的P口连接所述第一液压泵1，主阀2上还连接有所述第一切换阀组9和第二切换阀组6，第一切换阀组9和第二切换阀组6分别连接于主阀2的液控口X1和X2，通过X1和X2的压力油实现主阀2的换向，从而决定主阀2的A口或B口输出压力油，也就决定马达3为正转或反转，从而实现收绳或放绳动作。主阀2的A口和B口分别与马达3连接。

第一切换阀组9包括电磁阀11和减压阀10。第二切换阀组6包括电磁阀8和减压阀7。

制动器4连接于马达3和电磁阀5的P口。

第二液压泵16连接于电磁阀5的A口、第一切换阀组9和第二切换阀组6。辅助阀18具有P口、A口和B 口，辅助阀18通过P口与第三液压泵17连接。

所述平衡阀19包括保持压力所用的单向阀以及并联设置的、高压卸荷所用的溢流阀，该溢流阀还具备先导控制机能，使得溢流阀压力可实时调节。该溢流阀两端口分别形成平衡阀19的A口、B口。

所述平衡阀19的A口与回油箱25连接，所述平衡阀19的A1口连接辅助阀18的A口，所述平衡阀19的C1口与桅杆油缸20的无杆腔连接。

所述压力控制阀组12包括比例减压阀13、第二电磁阀14和梭阀15；压力控制阀组12具有P1口、P2口和P3口，所述P1口连接于桅杆油缸20的有杆腔、辅助阀18的B口和梭阀15，所述P2口连接于梭阀15中间，并连接平衡阀19的B口，所述P3口连接于第一切换阀组9、第二切换阀组6、第二液压泵16、电磁阀5和比例减压阀13的进口，比例减压阀13的出口连接第二电磁阀14的进口，比例减压阀13的T口与第二电磁阀14的T口连接，第二电磁阀14的A口连接梭阀15。

角度传感器21设置在支撑臂42上，并与压力控制阀组12中的比例减压阀13以及控制器28电性连接。

压力传感器26设置在桅杆油缸20的无杆腔，压力传感器26与第一切换阀组9的电磁阀11、电磁阀5、第二电磁阀14和控制器28电性连接。

驾驶室设模式旋钮31、32和功能旋钮33，分别和控制器28连接。

桅杆垂直极限位置L2(上限位)和水平极限位置L1(下限位)。

下面根据不同工作情况结合图1、图2对本发明详细说明：

1、桅杆升起：

当桅杆需要上升时，通过驾驶室内的模式旋钮31将模式设定为“安装模式”，再将功能旋钮32设定为“桅杆扳起”，此时切换阀组9中的电磁阀11、压力控制阀组12中的电磁阀14、辅助阀18、电磁阀5同时得电。第二液压泵16输出的油液到达切换阀组9中的1口进入设定好压力的减压阀10，经过减压后压力油到达电磁阀11的A口，由于切换阀组9中的电磁阀11得电，所以油液经过A口进入电磁阀11并且经过P口流出电磁阀11到达切换阀组9中的3口，到达主阀2下降口x1并且推动主阀2换向。同时第二液压泵16输出的油液到达电磁阀5的A口，由于电磁5得电换向，所以油液从电磁5的A口到达P口进入制动器4，并且打开制动器4；同时第二液压泵16输出的油液到达压力控制阀组12中的P3口，经过比例减压阀13减压后到达电磁阀14的P口，由于电磁阀14得电后换向，所以油液从电磁阀14的P口到达A口经过梭阀15后到达压力控制阀组12的P2口并且到达平衡阀19的先导口B口。由于主阀2的换向，第一液压泵1的油液进入主阀2的P口后再从A口流出到达马达3。此时由于制动器4已经打开。所以马达3旋转并且导致放绳动作。并且同时由于辅助阀18得电，第三液压泵17的油液进入辅助阀P口后通过A口到达平衡阀19的A1口，通过平衡阀19的C 1口到达桅杆油缸20的无杆腔。也就是马达3旋转的同时桅杆油缸20顶升。当马达3继续旋转，桅杆油缸20逐渐伸出的过程中由角度传感器21将逐渐增大的角度信号发送给控制器28，控制器28输出逐渐增大的电流给给压力控制阀组12中的比例减压阀13，使得经过比例减压阀13输出的压力逐渐变大，也就使得平衡阀19的压力逐渐变小，使得***工作的压力逐渐变小。当桅杆顶升到上限位时，由角度传感器21发出信号给控制器28，控制器28输出信号而导致第一切换阀组9中的电磁阀11、压力控制阀组12中的电磁阀14、辅助阀18、电磁阀5同时失电电，整个扳起过程结束。

2、桅杆下降：

当桅杆需要下降时，通过驾驶室内的模式旋钮31将模式设定为“安装模式”，再将功能旋钮32设定为“桅杆下降”，此时第二切换阀组6中的电磁阀8、压力控制阀组12中的电磁阀14、电磁阀5同时得电。第二液压泵16输出的油液到达第二切换阀组6中的A口进入设定好压力的减压阀7，经过减压后压力油到达电磁阀8的A口，由于第二切换阀组6中的电磁阀8得电，所以油液经过A口进入电磁阀8并且经过P口流出电磁阀8到达第二切换阀组6中的C口，到达主阀2上升口X2并且推动主阀2换向。同时第二液压泵16输出的油液到达电磁阀5的A口，由于电磁阀5得电换向，所以油液从电磁阀5的A口到达P口进入制动器4，并且打开制动器4；同时第二液压泵16输出的油液到达压力控制阀组12中的P3口，经过比例减压阀13减压后到达电磁阀14的P口，由于电磁阀14得电后换向，所以油液从电磁阀14的P口到达A口经过梭阀15后到达压力控制阀组12的P2口，并且到达平衡阀19的先导口B口。由于主阀2的换向，第一液压泵1的油液进入主阀2的P口后再从B口流出到达马达3。此时由于制动器4已经打开。所以马达3旋转并且导致收绳动作。也就是马达3旋转的同时桅杆油缸20被动被下压。油缸在下压的过程中，桅杆油缸20无杆腔的油液通过平衡阀19中的C 1口到达A口并且流入油箱25，当马达3继续旋转，桅杆油缸20逐渐下落的过程中由角度传感器21将逐渐减小的角度信号发送给控制器28，控制器输28出逐渐减小的电流给压力控制阀组12中的比例减压阀13，使得经过比例减压阀13输出的压力逐渐减少，也就使得平衡阀19的压力逐渐变大，使得***工作的压力逐渐变大。当桅杆43下降到下限位时由角度传感器21发出信号给控制器28，控制器28输出信号而导致第一切换阀组9中的电磁阀11、压力控制阀组12中的电磁阀14、电磁阀5同时失电，整个下降过程结束。

3、当桅杆达到最大角度或是由于其他工况需要单独动作桅杆油缸收缩时：

通过驾驶室内的模式旋钮31将模式设定为“安装模式”，再将功能旋钮33设定为“桅杆油缸缩”，此时只有辅助阀18得电，第三液压泵17输出油到达辅助阀18经过换向后到达辅助阀18的B口。油液从B口到达桅杆油缸20有杆腔和压力控制阀组12的P 1口，经过梭阀15后到达压力控制阀组12的P2口并且到达平衡阀19的先导口B口，此时桅杆油缸20收缩，桅杆油缸20无杆腔的油液通过平衡阀19中的C1口到达A口并且流入油箱25，完成桅杆油缸20的收缩过程。

4、当由于意外情况导致桅杆油缸的压力增大时：

在桅杆43下落过程中，桅杆油缸20被动下压，此时，意外情况会导致桅杆油缸20的无杆腔压力迅速升高时，在这个时候，压力传感器26发出信号给控制器28，控制器28输出信号而导致第一切换阀组9中的电磁阀11、压力控制阀组12中的电磁阀14、电磁阀5同时失电，使得整个下降过程立即停止，避免油缸被压弯的情况。

5、桅杆43下落或者升起过程中，桅杆的下落或者板起需要停止时：

在桅杆43下落或是扳起过程中，将模式旋钮31由“安装模式”旋至“工作模式”时，由控制器28输出信号，使第一切换阀组9中的电磁阀11、压力控制阀组12中的电磁阀14、辅助阀18、电磁阀5同时失电，整个扳起或下落过程立即停止。

6、在桅杆43下落或是扳起过程中，由安装在钢丝绳41上的拉力传感器46侦测压力变化，如果拉力超过设定值，由拉力传感器46发出信号给控制器28，控制器28输出信号，使第一切换阀组9中的电磁阀11、压力控制阀组12中的电磁阀14、辅助阀18、电磁阀5同时失电，整个扳起或下落过程立即停止，避免拉力过大导致桅杆弯曲现象出现。

7、在主机由工厂运至工地处需要组装或是其他工况需要桅杆起升时，将驾驶室内的模式旋钮31置于“安装模式”，然后将安装旋钮32置于“桅杆扳起”状态，此时第一切换阀组9和辅助阀18同时得电，主阀2换向和桅杆油缸20伸出，主阀4换向从而实现钢丝绳41缓慢放绳，桅杆油缸20伸出带动支撑臂42转动，从而将桅杆43顶起。在桅杆43上升的过程中，由于角度传感器21检测到桅杆43角度逐渐变化，将角度变化信号传递给控制器28，由控制器28发出信号，从而使得齿轮泵44通过液压胶管45输送到压力切换阀组12的输出压力逐渐增加，通过液压胶管45’导致桅杆油缸20上的平衡阀19压力逐渐减少，使得整个***工作压力逐渐减小，避免钢丝绳41受拉力过大。角度传感器21与控制器28之间电连接。当桅杆43继续上升并且达到上限位时，由角度传感器21发出信号，将角度限位信号传递给控制器28，由控制器28发出信号，导致第一切换阀组9和辅助阀18同时失电，整个扳起过程停止。在桅杆45扳起过程中，如果拉力传感器46检测到拉力大于给定上限值，则拉力传感器46将信号传递给控制器28，由控制器28发出信号，导致所有动作停止。拉力传感器46与控制器28之间电连接。

8、当需要拆除机器转场运输或是其他情况需要桅杆收缩时，将驾驶室内的模式旋钮31置于“安装模式”，然后将安装旋钮32置于“桅杆下降”状态，此时第二切换阀组6得电、主阀2换向，主阀2换向从而实现钢丝绳41缓慢收绳，钢丝绳41带动桅杆43缓慢下降，桅杆43下降过程中压迫支撑臂42转动下降，从而将桅杆油缸20收缩。在桅杆43下降的过程中由于角度传感器21(角度传感器21安装在支撑臂42上)检测到桅杆43角度逐渐变化，将角度变化信号传递给控制器28，由控制器28发出信号，从而使得齿轮泵44通过液压胶管45输送到压力控制阀组12的输出压力逐渐减小，通过液压胶管45’导致桅杆油缸20上的平衡阀19压力逐渐增大，使得整个***工作压力逐渐增大，避免由于桅杆43的重力作用导致下降过快现象出现。当桅杆43继续下降并且达到下限位时由角度传感器21发出信号，将角度限位信号传递给控制器28，由控制器28发出信号，导致第二切换阀组6失电，整个下降过程停止。在桅杆下降过程中，如果拉力传感器46检测到拉力大于给定上限值，则拉力传感器46将信号传递给控制器28，由控制器28发出信号，导致所有动作停止。

Claims (8)

1.履带起重机桅杆收放自动控制液压***，其特征是：该***包括第一液压泵、第二液压泵、主阀、第三液压泵、第一切换阀组、第二切换阀组、电磁阀、制动器、桅杆油缸、辅助阀和一控制器；

主阀具有P口、A口和B口，主阀的P口连接所述第一液压泵，主阀上还连接有所述第一切换阀组和第二切换阀组，主阀的A口和B口分别与马达连接；

制动器连接于马达和电磁阀的P口；

第二液压泵连接于电磁阀的A口、第一切换阀组和第二切换阀组；

辅助阀具有P口、A口和B口，辅助阀通过P口与第三液压泵连接，辅助阀的A口连接于桅杆油缸的无杆腔，辅助阀的B口连接于桅杆油缸的有杆腔；

控制器，分别电性连接第一切换阀组的电磁阀和第二切换阀组的电磁阀。

2.如权利要求1所述的履带起重机桅杆收放自动控制液压***，其特征是：所述液压控制***还包括平衡阀，所述平衡阀的A口与回油箱连接，所述平衡阀的A1口连接辅助阀的A口，所述平衡阀的B口与桅杆油缸的有杆腔连接，所述平衡阀的C1口与桅杆油缸的无杆腔连接。

3.如权利要求2所述的履带起重机桅杆收放自动控制液压***，其特征是：所述自动控制液压***还包括压力控制阀组，所述压力控制阀组包括比例减压阀、第二电磁阀和梭阀；所述压力控制阀组具有P1口、P2口和P3口，所述压力控制阀组的P1口连接于桅杆油缸的有杆腔、辅助阀的B口和梭阀，所述压力控制阀组的P2口连接于平衡阀的B口和梭阀，所述压力控制阀组的P3口连接于第一切换阀组、第二切换阀组、第二液压泵、电磁阀和比例减压阀的进口，比例减压阀的出口连接第二电磁阀的进口，比例减压阀的T口与第二电磁阀的T口连接，第二电磁阀的A口连接梭阀，并与控制器电气连接。

4.如权利要求3所述的履带起重机桅杆收放自动控制液压***，其特征是：所述自动控制液压***还包括角度传感器，该角度传感器设置在支撑臂上，与压力控制阀组中的比例减压阀电性连接，并与控制器电气连接。

5.如权利要求2所述的履带起重机桅杆收放自动控制液压***，其特征是：所述平衡阀包括保持压力所用的单向阀以及高压卸荷所用的溢流阀，该溢流阀还具备先导控制机能。

6.如权利要求1至5中任何一项所述的履带起重机桅杆收放自动控制液压***，其特征是：所述自动控制液压***还包括压力传感器，该压力传感器设置在桅杆油缸的无杆腔，压力传感器与第一切换阀组的电磁阀、电磁阀、第二电磁阀和控制器电气连接。

7.如权利要求1至5中任何一项所述的履带起重机桅杆收放自动控制液压***，其特征是：所述第一切换阀组和第二切换阀组均包括电磁阀和减压阀，并与控制器电气连接。

8.如权利要求1至5中任何一项所述的履带起重机桅杆收放自动控制液压***，其特征是：所述自动控制液压***还包括设置在钢丝绳上的拉力传感器，并与控制器电气连接。

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