CN111439690A - 一种多油缸顺序伸缩液压***及控制方法 - Google Patents

Abstract

一种多油缸顺序伸缩液压***及控制方法。包括一级油缸、二级油缸、行程阀总成和液控换向阀总成。液压油进入油道b，通过油道d、第一单向阀和油道c进入一级缸无杆腔内；由于液控换向阀总成的限制，液压油无法进入二级缸无杆腔内；使一级缸缸筒带动第一伸缩臂、第二伸缩臂和二级缸伸出；当一级油缸完全伸出后，一级缸活塞上的油道f与一级缸缸筒上的油道h相通，推动液控换向阀，使液压油依次经过油道e、油道g和油道k，进入二级缸无杆腔，即二级缸缸筒带动二级臂伸出。本发明具有结构精巧合理、压力损失小、性能稳定、控制维护简便等特点。

Description

一种多油缸顺序伸缩液压***及控制方法

技术领域

本发明涉及起重机臂架伸缩液压控制***，尤其涉及一种多油缸顺序伸缩液压***及控制方法。

背景技术

目前，起重机伸缩臂通常采用以下方法伸缩操作：

使用液压顺序阀+机械行程阀：这种顺序阀通过设定不同的压力，油缸运动时先打开小压力的阀，再打开大压力的阀，通过设定压力的高低，控制油缸的伸缩顺序；这种顺序阀不足之处是顺序伸缩的不可控制，遇到负载大而需要较大压力推动油缸时，顺序阀同时打开，出现多油缸同时伸缩的现象，顺序动作就没有办法保证；另外顺序阀消耗了一部分***压力，用于油缸的压力减小，极大的降低了油缸的推力，油缸的伸缩能力大大降低。上面的机械行程阀通过撞块顶开单向阀，开启推力大，冲击大，撞针减小了液压流道的面积，造成回油背压高、压力损失大、液压***温升快等缺陷；

机械行程阀：油缸的顺序伸缩通过机械结构在油缸行程末端打开相关油路，实现油缸的顺序伸缩；这种结构的缺陷是过长的机械结构使油路切换的可靠性降低、维修难度和费用增加，使用经济性降低。

双单向阀+机械行程阀：油缸伸出使用双单向阀和双通道，配合行程末端的油口实现顺序伸出，缩回使用机械行程阀，在油缸行程的末端打开缩回油路，实现顺序缩回。这种结构的缺陷是油缸结构复杂，油缸制造要求高、成品率低，油缸成本高，油缸产生内漏的维修难度和费用高。

在现有专利文件中，如国家知识产权局2014年6月11日授权公告的一篇名称为“液压顺序伸缩机构及工程机械”，申请号为201320692507.9的发明专利。该液压顺序伸缩机构包括一级油缸、二级油缸、顺序阀、行程阀及设置在二级油缸上的限位装置，限位装置在一级油缸和二级油缸都为收缩状态时触碰行程阀，第一油道与一级油缸的有杆腔连通，第二油道延伸至一级油缸的无杆腔内并筒时与行程阀的进油口及顺序阀的进油口连通，行程阀的出油口与二级油缸的无杆腔连通，第三油道两端分别与一级油缸的有杆腔及二级油缸的有杆腔连通，第四油道的一端与二级油缸的无杆腔连通，另一端与顺序阀的出油口连通。该方案用于解决缩臂过程中，通过行程阀强行锁闭一级油缸的无杆腔，使缩臂动作不会因环境条件不同而产生误动作。但该液压***压力部分消耗在克服顺序阀压力，用于油缸伸出的实际压力明显降低，压力损失大。

现有专利文献中，如国家知识产权局2017年12月22日授权公告的一篇名称为“一种顺序液压缸组”，申请号为“2017205889980”的发明专利。包括一级液压缸、二级液压缸以及控制阀；所述控制阀包括阀体，所述阀体内具有第一通道、第二通道以及第三通道，且所述第一通道和第三通道分别与第二通道相连通，所述阀体内设有用于控制第一通道与第二通道之间通断的第一阀门机构以及用于控制第二通道与第三通道之间通断的第二阀门机构，所述第一通道与二级液压缸的无杆腔连通，所述第三通道与一级液压缸的无杆腔连通。此种结构的顺序液压缸组存在过长的机械机构，使得油路切换时，可靠性和稳定性降低。

现有专利文献中，如2018年6月12日授权公告的一篇名称为“一种多油缸顺序伸缩机构及工程机械” ，申请号为“201610143635 .6”的发明专利。包括第一油缸、第二油缸和第三油缸，所述第一油缸、第二油缸和第三油缸均包括活塞杆、缸筒、无杆腔油路和有杆腔油路，所述第一油缸和第二油缸之间、所述第二油缸和第三油缸之间均设置有行程阀，所述第二油缸和第三油缸的缸筒尾端上均设置有行程阀限位板，所述行程阀通过与行程阀限位板接触实现工作位切换；所述第一油缸、第二油缸和第三油缸之间设置有用于连通相邻油缸的连通管；所述第一油缸和第二油缸上均设置有导油管路，其中，所述导油管路包括外管和内管，所述外管的M端与活塞杆相连，所述内管的N端与缸筒相连。此种结构的油缸顺序伸缩机构存在结构复杂，维护不便，活塞杆直径需加大，制造成本高等问题。

发明内容

本发明针对以上问题，提供了一种结构精巧合理、压力损失小、性能稳定、控制维护简便的一种多油缸顺序伸缩液压***及控制方法。

本发明的技术方案是：一种多油缸顺序伸缩液压控制***，包括一级油缸、二级油缸、行程阀总成和液控换向阀总成；

所述一级油缸的一级缸活塞杆与基本臂固定连接；

所述二级油缸的二级缸活塞杆和第一伸缩臂分别与所述一级油缸的一级缸缸筒固定连接；

所述二级油缸的二级缸缸筒与第二伸缩臂固定连接；

一级缸中心杆为一端封闭的空心管体，一端密封固定连接在所述一级缸缸筒的缸底，另一端滑动密封设置在所述一级缸活塞杆内；

所述一级缸活塞杆上设有与所述一级缸中心杆适配的密封腔；

所述一级缸活塞杆上设有油道a、油道b；

所述一级油缸的一级缸活塞上设有油道f；

所述一级缸缸筒的缸底设有油道c和油道d；

所述油道a将所述一级缸活塞杆的端部与一级缸有杆腔连通；

所述油道b从所述一级缸活塞杆的端部延伸至所述一级缸中心杆内与所述油道d连通；

所述油道d一端与所述一级缸中心杆连通，另一端与行程阀总成连接；

所述油道c的一端与所述一级缸无杆腔连通，另一端与行程阀总成连接；

所述二级缸缸筒的缸底上设有与所述行程阀总成适配的撞块，通过所述撞块实现所述行程阀总成进行换向；

所述油道f的一端与所述一级缸无杆腔连通，另一端延伸至所述一级缸活塞杆的活塞的侧面；

所述二级缸活塞杆上设有油道j和油道k；

所述油道j的一端与所述二级缸有杆腔连通，另一端与所述液控换向阀总成连接；所述液控换向阀总成通过油道i与所述一级缸有杆腔连通；

所述油道k的一端与所述二级缸无杆腔连通，另一端通过所述液控换向阀总成与所述油道d连通；

所述一级缸有杆腔还设有与所述液控换向阀总成连接的油道h。

所述行程阀总成包括第一单向阀和行程阀；

所述第一单向阀的进油口与所述油道d连通，出油口与所述油道c连通；

所述行程阀的主进出油口一与所述油道c连通，所述行程阀的主进出油口二与所述油道d连通。

所述液控换向阀总成包括第二单向阀和常闭液控换向阀；

所述第二单向阀的进油口与所述油道k连通，其出油口通过油道e与所述油道d连通；

所述常闭液控换向阀的主进出油口一通过油道g与所述油道e连通；

所述常闭液控换向阀的主进出油口二与所述油道k连通；

所述常闭液控换向阀的复位油口与所述油道i连通；

所述常闭液控换向阀的液控油口通过所述油道h与所述一级缸有杆腔连通。

所述液控换向阀总成为常开液控换向阀；

所述常开液控换向阀的主进出油口三通过油道e与所述油道d连通；

所述常开液控换向阀的主进出油口四通过油道k与所述二级缸无杆腔连通；

所述常开液控换向阀的复位油口通过油道h与所述一级缸有杆腔连通；

所述常开液控换向阀的液控油口通过油道g与所述油道e连通。

一种多油缸顺序伸缩液压***的控制方法，包括以下步骤：

1）、一级缸缸筒伸出：

液压油进入油道b，通过油道d、第一单向阀和油道c进入一级缸无杆腔内；由于液控换向阀总成的限制，液压油无法进入二级缸无杆腔内；使一级缸缸筒带动第一伸缩臂伸出，同时由于二级缸与一级缸缸筒连接及第二伸缩臂连接，所以带动第二伸缩臂和二级缸一起伸出；

2）、二级缸缸筒伸出：

当一级油缸完全伸出后，一级缸活塞上的油道f与一级缸缸筒上的油道h相通，推动液控换向阀，使液压油依次经过油道e、油道g和油道k，进入二级缸无杆腔，即二级缸缸筒带动二级臂伸出；

3）、二级缸缸筒缩回：

液压油经过油道a进入一级缸有杆腔，然后通过油道i和油道j进入二级缸有杆腔，由于受第一单向阀和行程阀的作用，一级缸无杆腔内的液压油被封闭无法回油，二级缸缸筒首先缩回；

4）、一级缸缸筒缩回：

当二级缸完全缩回时，二级缸缸筒上的撞块撞击一级缸缸底上行程阀的顶杆，触发一级缸无杆腔的油路打开，使一级缸无杆腔的液压油回油，一级缸缸筒缩回完毕。

本发明中包括一级油缸、二级油缸、行程阀总成和液控换向阀总成；一级油缸的一级缸活塞杆与基本臂固定连接；二级油缸的二级缸活塞杆和第一伸缩臂分别与一级油缸的一级缸缸筒固定连接；二级油缸的二级缸缸筒与第二伸缩臂固定连接；一级缸中心杆为一端封闭的空心管体，一端密封固定连接在所述一级缸缸筒的缸底，另一端滑动密封设置在所述一级缸活塞杆内。液压油进入油道b，通过油道d、第一单向阀和油道c进入一级缸无杆腔内；由于液控换向阀总成的限制，液压油无法进入二级缸无杆腔内；使一级缸缸筒带动第一伸缩臂、第二伸缩臂和二级缸伸出； 当一级油缸完全伸出后，一级缸活塞上的油道f与一级缸缸筒上的油道h相通，推动液控换向阀，使液压油依次经过油道e、油道g和油道k，进入二级缸无杆腔，即二级缸缸筒带动二级臂伸出。本发明具有结构精巧合理、压力损失小、性能稳定、控制维护简便等特点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图，

图2是本发明的剖面立体结构示意图，

图3是实施例一常闭液控换向阀液压原理结构示意图，

图4是一级缸缸筒伸出时液压油流向结构示意图(图中箭头方向为液压油的流向)，

图5是二级缸缸筒伸出时液压油流向结构示意图(图中箭头方向为液压油的流向)，

图6是实施例二常开液控换向阀的液压控制原理图；

图中1是一级缸活塞杆、2是一级缸缸筒、3是一级缸中心杆、4是撞块、5是第一单向阀、6是行程阀、7是二级缸缸筒、8是第二单向阀、91是常闭液控换向阀、92是常开液控换向阀、10是二级缸活塞杆。

具体实施方式

实施例一

本实施例如图1-5所示，图中a代表油道a，b代表油道b，c代表油道c，d代表油道d，e代表油道e，f代表油道f，g代表油道g，h代表油道h，i代表油道i，j代表油道j，k代表油道k。

包括一级油缸、二级油缸、行程阀总成和液控换向阀总成；

所述一级油缸的一级缸活塞杆1与基本臂固定连接；

所述二级油缸的二级缸活塞杆10和第一伸缩臂分别与所述一级油缸的一级缸缸筒2固定连接；

所述二级油缸的二级缸缸筒7与第二伸缩臂固定连接；

一级缸中心杆3为一端封闭的空心管体，一端密封固定连接在所述一级缸缸筒2的缸底，另一端滑动密封设置在所述一级缸活塞杆1内；

所述一级缸活塞杆1上设有与所述一级缸中心杆3适配的密封腔；通过一级缸活塞杆1在一级缸中心杆33上滑动密封连接，确保油道b的密封性；

所述一级缸活塞杆1上设有油道a、油道b；

所述一级油缸的一级缸活塞上设有油道f；

所述一级缸缸筒2的缸底设有油道c和油道d；

所述油道a将所述一级缸活塞杆1的端部与一级缸有杆腔连通；

所述油道b从所述一级缸活塞杆1的端部延伸至所述一级缸中心杆3内与所述油道d连通；

所述油道d一端与所述一级缸中心杆3连通，另一端与行程阀总成连接；

所述油道c的一端与所述一级缸无杆腔连通，另一端与行程阀总成连接；

所述二级缸缸筒7的缸底上设有与所述行程阀总成适配的撞块4，通过所述撞块4实现所述行程阀总成进行换向；

所述油道f的一端与所述一级缸无杆腔连通，另一端延伸至所述一级缸活塞杆1的活塞的侧面；

所述二级缸活塞杆10上设有油道j和油道k；

所述油道j的一端与所述二级缸有杆腔连通，另一端与所述液控换向阀总成连接；所述液控换向阀总成通过油道i与所述一级缸有杆腔连通；

所述油道k的一端与所述二级缸无杆腔连通，另一端通过所述液控换向阀总成与所述油道d连通；

所述一级缸有杆腔还设有与所述液控换向阀总成连接的油道h。

所述行程阀总成包括第一单向阀5和行程阀6；

所述第一单向阀5的进油口与所述油道d连通，出油口与所述油道c连通；

所述行程阀6的主进出油口一与所述油道c连通，所述行程阀6的主进出油口二与所述油道d连通。

所述液控换向阀总成包括第二单向阀8和常闭液控换向阀91；

所述第二单向阀8的进油口与所述油道k连通，其出油口通过油道e与所述油道d连通；

所述常闭液控换向阀91的主进出油口一通过油道g与所述油道e连通；

所述常闭液控换向阀91的主进出油口二与所述油道k连通；

所述常闭液控换向阀91的复位油口与所述油道i连通；

所述常闭液控换向阀91的液控油口通过所述油道h与所述一级缸有杆腔连通。

一种多油缸顺序伸缩液压***的控制方法，包括以下步骤：

1）、一级缸缸筒2伸出：

液压油进入油道b，通过油道d、第一单向阀5和油道c进入一级缸无杆腔内；由于液控换向阀总成的限制，液压油无法进入二级缸无杆腔内；使一级缸缸筒2带动第一伸缩臂伸出，同时由于二级缸与一级缸缸筒2连接及第二伸缩臂连接，所以带动第二伸缩臂和二级缸一起伸出；

2）、二级缸缸筒7伸出：

当一级油缸完全伸出后，一级缸活塞上的油道f与一级缸缸筒2上的油道h相通，推动液控换向阀，使液压油依次经过油道e、油道g和油道k，进入二级缸无杆腔，即二级缸缸筒7带动二级臂伸出；

3）、二级缸缸筒7缩回：

液压油经过油道a进入一级缸有杆腔，然后通过油道i和油道j进入二级缸有杆腔，由于受一级缸上第一单向阀5和行程阀6的作用，一级缸无杆腔内的液压油被封闭无法回油，二级缸缸筒7首先缩回；

4）、一级缸缸筒2缩回：

当二级缸完全缩回时，二级缸缸筒7上的撞块4撞击一级缸缸底上行程阀6的顶杆，触发一级缸无杆腔的油路打开，使一级缸无杆腔的液压油回油，一级缸缸筒2缩回完毕。

实施例二

本实施例如图6所示，所述液控换向阀总成为常开液控换向阀92；

所述常开液控换向阀92的主进出油口三通过油道e与所述油道d连通；

所述常开液控换向阀92的主进出油口四通过油道k与所述二级缸无杆腔连通；

所述常开液控换向阀92的复位油口通过油道h与所述一级缸有杆腔连通；

所述常开液控换向阀92的液控油口通过油道g与所述油道e连通。

本案中实施例一和实施例二的不同处在于，如图3所示，液控换向阀为常闭液控换向阀91，常闭液控换向阀91在一级缸活塞杆1的移动至末端时油路打开（即油道f与油道h连通）；由于常闭液控换向阀91是常闭状态，所以在旁路上设置有单向阀8，使二级缸无杆腔的液压油能够通过油道k、第二单向阀8油道e、油道d和油道b回油。

如图6，实施例二为常开液控换向阀92，在一级缸伸出时，液控换向阀的液控口通过油道e、d、b与进油道连接，由于进油压力的作用，液控换向阀工作在右位，液压油不能进入二级缸有杆腔；在一级缸的行程末端时，油道f与油道h连通，液控换向阀的液控口和弹簧腔口压力相同，在弹簧弹力作用下，液控换向阀工作在左位，这时油道e经过液控换向阀与油道k连通，液压油进入二级缸无杆腔，二级缸伸出；二级缸回缩：液压油经过油道a、i、j进入二级缸油缸腔，二级缸无杆腔液压油通过油道k、常开液控换向阀92（液控换向阀工作在左位）、油道e、油道d、油道b回油，实现二级缸的回缩；

图6中，一二级油缸伸出顺序的控制受一级缸伸出时无杆腔和有杆腔的压力差的影响，差值越大，顺序效果越好。

对于本案所公开的内容，还有以下几点需要说明：

（1）、本案所公开的实施例附图只涉及到与本案所公开实施例所涉及到的结构，其他结构可参考通常设计；

（2）、在不冲突的情况下，本案所公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例；

以上，仅为本案所公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，本案所公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种多油缸顺序伸缩液压控制***，其特征在于，包括一级油缸、二级油缸、行程阀总成和液控换向阀总成；

所述一级油缸的一级缸活塞杆与基本臂固定连接；

所述二级油缸的二级缸活塞杆和第一伸缩臂分别与所述一级油缸的一级缸缸筒固定连接；

所述二级油缸的二级缸缸筒与第二伸缩臂固定连接；

一级缸中心杆为一端封闭的空心管体，一端密封固定连接在所述一级缸缸筒的缸底，另一端滑动密封设置在所述一级缸活塞杆内；

所述一级缸活塞杆上设有与所述一级缸中心杆适配的密封腔；

所述一级缸活塞杆上设有油道a、油道b；

所述一级油缸的一级缸活塞上设有油道f；

所述一级缸缸筒的缸底设有油道c和油道d；

所述油道a将所述一级缸活塞杆的端部与一级缸有杆腔连通；

所述油道b从所述一级缸活塞杆的端部延伸至所述一级缸中心杆内与所述油道d连通；

所述油道d一端与所述一级缸中心杆连通，另一端与行程阀总成连接；

所述油道c的一端与所述一级缸无杆腔连通，另一端与行程阀总成连接；

所述二级缸缸筒的缸底上设有与所述行程阀总成适配的撞块，通过所述撞块实现所述行程阀总成进行换向；

所述油道f的一端与所述一级缸无杆腔连通，另一端延伸至所述一级缸活塞杆的活塞的侧面；

所述二级缸活塞杆上设有油道j和油道k；

所述油道j的一端与所述二级缸有杆腔连通，另一端与所述液控换向阀总成连接；所述液控换向阀总成通过油道i与所述一级缸有杆腔连通；

所述油道k的一端与所述二级缸无杆腔连通，另一端通过所述液控换向阀总成与所述油道d连通；

所述一级缸有杆腔还设有与所述液控换向阀总成连接的油道h。

2.根据权利要求1所述的一种多油缸顺序伸缩液压控制***，其特征在于，所述行程阀总成包括第一单向阀和行程阀；

所述第一单向阀的进油口与所述油道d连通，出油口与所述油道c连通；

所述行程阀的主进出油口一与所述油道c连通，所述行程阀的主进出油口二与所述油道d连通。

3.根据权利要求1所述的一种多油缸顺序伸缩液压控制***，其特征在于，所述液控换向阀总成包括第二单向阀和常闭液控换向阀；

所述第二单向阀的进油口与所述油道k连通，其出油口通过油道e与所述油道d连通；

所述常闭液控换向阀的主进出油口一通过油道g与所述油道e连通；

所述常闭液控换向阀的主进出油口二与所述油道k连通；

所述常闭液控换向阀的复位油口与所述油道i连通；

所述常闭液控换向阀的液控油口通过所述油道h与所述一级缸有杆腔连通。

4.根据权利要求1所述的一种多油缸顺序伸缩液压控制***，其特征在于，所述液控换向阀总成为常开液控换向阀；

所述常开液控换向阀的主进出油口三通过油道e与所述油道d连通；

所述常开液控换向阀的主进出油口四通过油道k与所述二级缸无杆腔连通；

所述常开液控换向阀的复位油口通过油道h与所述一级缸有杆腔连通；

所述常开液控换向阀的液控油口通过油道g与所述油道e连通。

5.一种多油缸顺序伸缩液压***的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）、一级缸缸筒伸出：

液压油进入油道b，通过油道d、第一单向阀和油道c进入一级缸无杆腔内；由于液控换向阀总成的限制，液压油无法进入二级缸无杆腔内；使一级缸缸筒带动第一伸缩臂伸出，同时由于二级缸与一级缸缸筒连接及第二伸缩臂连接，所以带动第二伸缩臂和二级缸一起伸出；

2）、二级缸缸筒伸出：

当一级油缸完全伸出后，一级缸活塞上的油道f与一级缸缸筒上的油道h相通，推动液控换向阀，使液压油依次经过油道e、油道g和油道k，进入二级缸无杆腔，即二级缸缸筒带动二级臂伸出；

3）、二级缸缸筒缩回：

液压油经过油道a进入一级缸有杆腔，然后通过油道i和油道j进入二级缸有杆腔，由于受第一单向阀和行程阀的作用，一级缸无杆腔内的液压油被封闭无法回油，二级缸缸筒首先缩回；

4）、一级缸缸筒缩回：

当二级缸完全缩回时，二级缸缸筒上的撞块撞击一级缸缸底上行程阀的顶杆，触发一级缸无杆腔的油路打开，使一级缸无杆腔的液压油回油，一级缸缸筒缩回完毕。

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