一種液壓系統和起重的製造方法
2023-07-10 03:46:46 1
一種液壓系統和起重的製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種液壓系統，包括油箱、具有蓄能功能的能量源、油泵、執行元件，所述油泵包括傳動軸，且所述油泵的內部結構相對於該油泵的傳動軸對稱設置；所述能量源與所述油泵的傳動軸連接，所述油泵的輸出端與所述執行元件的一端連接，所述執行元件的另一端連接負載；所述油泵在第一工況下作為動力元件，由所述能量源提供動力；所述油泵在第二工況下作為執行元件，向所述能量源蓄能。本實用新型也涉及一種包含上述液壓系統的起重機。本實用新型的液壓系統和起重機能夠實現液壓系統中動力元件和執行元件的相互轉換，提高能量利用率。以減少系統設計和使用成本。
【專利說明】一種液壓系統和起重機
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及工程機械領域，特別是一種液壓系統和起重機。
【背景技術】
[0002]工程機械中，以起重機為例，通常用液壓油泵作為起重機工作的動力源。
[0003]一般在起重機變速箱上設置有取力器接口，通過傳動軸連接變速箱的取力器接口和油泵的輸入軸，變速箱運轉時通過傳動軸將其輸出的扭矩傳遞給油泵，帶動油泵旋轉。液壓泵由發動機驅動，把輸入的機械能轉換為油液的壓力能，再以壓力、流量的形式輸入到系統中去，為執行元件提供動力，它是液壓傳動系統的核心元件，其性能好壞直接影響到系統是否正常工作。
[0004]液壓油泵和馬達結構相似，按其結構形式不同可分為齒輪式、葉片式、柱塞式等；按其排量能否改變，又可分為定量型和變量型。
[0005]目前工程機械常用的液壓油泵和馬達一般是軸向柱塞式的。這種結構主要是將多個柱塞均勻配置在一個共同缸體的圓周上，並使柱塞中心線和缸體中心線保持平行。當缸體轉動時，由於斜盤的作用，迫使柱塞在缸體內作往復運動，並通過配油盤的配油窗口進行吸油和壓油。由於結構緊湊、體積小，慣性小，容積效率高，工作壓力高，目前在工程機械行業應用非常廣泛。
[0006]在工程機械中，對液壓油泵和液壓馬達的控制一般通過調節其擺角進行控制。根據控制形式的不同，主要有功率控制、流量控制以及功率流量綜合控制三種方式。其中功率控制有恆功率控制、壓力切斷控制等；流量控制有正流量控制、負流量控制以及負載敏感控制方式等。目前在起重機產品上，以功率流量綜合控制方式應用最多。
[0007]在工程機械中，液壓油泵和液壓馬達都是能量轉換的裝置。從原理上講，液壓泵可以作液壓馬達用，液壓馬達也可作液壓泵用。
[0008]但事實上同類型的液壓泵和液壓馬達雖然在結構上相似，但由於兩者在產品上承擔的功能不同，一般在液壓系統中，液壓油泵和馬達並不能相互轉換，只能各自進行單向能量轉換，保證系統正常運轉。但由於閉式泵大小腔流量不相等，在工作過程中，會使功率利用率下降。所以閉式系統中，一般還會另外選擇液壓馬達作為執行元件。
[0009]如圖1所示為現有的一種閉式液壓泵系統。液壓泵al的進油管通過一個換向閥a4與執行元件a5相連，此時液壓泵al作為動力元件將機械能轉換為液壓能推動液壓油缸行程變化，帶動負載工作。當負載反向動作時，齒輪泵a3作為補油泵為液壓泵al提供動力，帶動執行元件a5動作。
[0010]但是現有方案中，液壓油泵作為動力元件，只能根據控制方式來改變排量實現對工程機械產品的動作控制。這種控制方式很大程度上受到操作人員的操作熟練程度的影響。
[0011]另外，現有方案中，液壓系統儲存的能量，在進行能量釋放時一般只能應用於執行元件，無法釋放給動力元件，另一方面執行元件又無法進行能量儲存，造成液壓系統能量的損失，降低了系統的能量利用率。並且，現有方案中，液壓系統增加一個補油泵，系統設計和使用成本增大。
實用新型內容
[0012]本實用新型的目的在於提供一種液壓系統和起重機，能夠實現液壓系統中動力元件和執行元件的相互轉換，提高能量利用率以及減少系統設計和使用成本。
[0013]本實用新型提出一種液壓系統，包括油箱、具有蓄能功能的能量源、油泵、執行元件，所述油泵包括傳動軸，且所述油泵的內部結構相對於該油泵的傳動軸對稱設置；所述能量源與所述油泵的傳動軸連接，所述油泵的輸出端與所述執行元件的一端連接，所述執行元件的另一端連接負載；所述油泵在第一工況下作為動力元件，由所述能量源提供動力；所述油泵在第二工況下作為執行元件，向所述能量源蓄能。
[0014]進一步地，所述油泵還包括缸體、柱塞、斜盤和彈簧，所述柱塞的一端位於所述缸體內，且通過所述彈簧與所述缸體內腔的底部連接，所述柱塞的另一端與所述斜盤連接，所述缸體相對於所述傳動軸對稱設置。
[0015]進一步地，還包括油泵變量機構和第一換向閥，該油泵變量機構與所述油泵的所述斜盤連接，所述第一換向閥與油泵變量機構連接。
[0016]進一步地，所述執行元件為液壓油缸，所述液壓油缸的有杆腔與所述油箱連接，所述液壓油缸的無杆腔與所述油泵的輸出端連接。
[0017]進一步地，所述執行元件為液壓馬達，所述液壓馬達具有低壓腔和高壓腔。
[0018]進一步地，還包括第二換向閥，所述第二換向閥連接在所述液壓油缸的有杆腔與所述油箱連接的油路以及所述液壓油缸的無杆腔與所述油泵的輸出端連接的油路中。
[0019]進一步地，所述第一換向閥和第二換向閥的至少一個為電磁換向閥。
[0020]進一步地，所述的第二換向閥為三位四通閥，且中位機能為M型。
[0021]本實用新型還提出一種起重機，其包含上述的液壓系統。
[0022]本實用新型的液壓系統在正常使用中液壓油泵作為動力元件為液壓系統提供油源，也可以在負載過大的工況下作為執行元件即液壓馬達向能量源儲蓄能量，不需要再為閉式液壓系統額外設置補給泵，能夠實現液壓系統中動力元件和執行元件的相互轉換，提高能量利用率以及減少系統設計和使用成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]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於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0024]圖1為現有的閉式液壓泵系統的示意圖。
[0025]圖2為本實用新型的液壓系統的一個具體實施例的示意圖。
[0026]圖3為本實用新型的液壓系統的一個具體實施例中的油泵在第一工況下的示意圖。
[0027]圖4為本實用新型的液壓系統的一個具體實施例中的油泵在第二工況下的示意圖。
【具體實施方式】
[0028]下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。
[0029]圖2-圖4所示為本實用新型的一種液壓系統的一個具體實施例，及該實施例中的油泵的工作示意圖。該液壓系統包括油箱2、具有蓄能功能的能量源、油泵1、執行元件5，所述油泵I包括傳動軸1-6，且所述油泵I的內部結構相對於該油泵的傳動軸1-6對稱設置；所述能量源與所述油泵I的傳動軸1-6連接，所述油泵I的輸出端與所述執行元件5的一端連接，所述執行元件5的另一端連接負載；所述油泵I在第一工況下作為動力元件，由所述能量源提供動力；所述油泵I在第二工況下作為執行元件，向所述能量源蓄能。這樣，在通常情況下，油泵I作為動力元件，根據不同的控制方式改變排量使得液壓系統正常動作；當在特定狀況下，例如由於負載的慣性來帶動液壓油泵運動時，液壓油泵可以當作液壓馬達使用，可以根據系統負載變化即壓差來調節油泵I的排量，此時油泵I可以作為執行元件向所述能量源蓄能，以保證能量的充分利用。
[0030]如圖3和圖4所示，所述油泵I還包括缸體1-2、柱塞1-5、斜盤1_1和彈簧1_3，所述柱塞1-5的一端位於所述缸體1-2內，且通過所述彈簧1-3與所述缸體1-2內腔的底部連接，所述柱塞1-5的另一端與所述斜盤1-1連接，所述缸體1-2相對於所述傳動軸1-6對稱設置。如圖3所示，油泵作為動力元件，此時，當原動機通過傳動軸使缸體轉動時，由於斜盤的作用，迫使柱塞在缸體內作往復運動，並通過配油盤的配油窗口進行吸油和壓油。通過改變斜盤的擺角，就能改變柱塞行程的長度，控制液壓泵的排量；如圖4所示，此時油泵作為執行元件，相當於液壓馬達的作用。由於輸入油液方向改變，受力方向發生變化，此時，斜盤擺角變化到相反方向，確保旋轉方向與油泵作為動力元件時保持一致。
[0031]為了控制油泵I的排量，本實施例中還包括油泵變量機構6和第一換向閥3，該油泵變量機構6與所述油泵I的所述斜盤1-1連接，用以控制斜盤1-1的擺角；所述第一換向閥3與油泵變量機構6連接，用以控制所述油泵變量機構6的控制杆的移動方向。具體地，該第一換向閥3為電磁換向閥。
[0032]所述執行元件5為液壓油缸，所述液壓油缸的有杆腔與所述油箱連接，所述液壓油缸的無杆腔與所述油泵的輸出端連接。在另一個實施例中，該執行元件5為液壓馬達，所述液壓馬達具有低壓腔和高壓腔。
[0033]為了便於控制，本實施例中包括第二換向閥4，所述第二換向閥連接在所述液壓油缸的有杆腔與所述油箱2連接的油路以及所述液壓油缸的無杆腔與所述油泵I的輸出端連接的油路中。具體地，該第二換向閥4為中位機能為M型的三位四通閥。
[0034]本實用新型還提出一種起重機，其包含上述的液壓系統的一個實施例，以提高該起重機的能量利用效率。
[0035]本實用新型利用元件功能轉換思想，確保油泵在使用過程中既能夠正常發揮動力元件的作用，也能夠在負載變化時，轉換為液壓馬達作執行元件，保證整個機構的動作穩定性，使液壓系統能量能夠分配到動力元件，同時在作業過程中，還能夠作為執行元件進行儲能，提聞液壓系統的能效。
[0036]最後應當說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非對其限制；儘管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細的說明，所屬領域的普通技術人員應當理解: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特徵進行等同替換；而不脫離本實用新型技術方案的精神，其均應涵蓋在本實用新型請求保護的技術方案範圍當中。
【權利要求】
1.一種液壓系統，其特徵在於，包括油箱(2)、具有蓄能功能的能量源、油泵(I)、執行元件(5)，所述油泵(I)包括傳動軸(I 一 6)，且所述油泵(I)的內部結構相對於該油泵(I)的傳動軸(1- 6)對稱；所述能量源與所述油泵(I)的傳動軸(1- 6)連接，所述油泵(I)的輸出端與所述執行元件(5)的一端連接，所述執行元件(5)的另一端連接負載；所述油泵(I)在第一工況下作為動力元件，由所述能量源提供動力；所述油泵(I)在第二工況下作為執行元件，向所述能量源蓄能。
2.如權利要求1所述的液壓系統，其特徵在於，所述油泵還包括缸體(I一 2)、柱塞(I — 5)、斜盤(I — I)和彈簧(I — 3),所述柱塞(I — 5)的一端位於所述缸體(I — 2)內，且通過所述彈簧(1- 3)與所述缸體(1- 2)內腔的底部連接，所述柱塞(1- 5)的另一端與所述斜盤(1- D連接，所缸體(1- 2)相對於所述傳動軸(1- 6)對稱設置。
3.如權利要求2所述的液壓系統，其特徵在於，還包括油泵變量機構(6)和第一換向閥(3)，該油泵變量機構(6)與所述油泵(I)的所述斜盤(1-1)連接，所述第一換向閥(3)與所述油泵變量機構(6)連接。
4.如權利要求3所述的液壓系統，其特徵在於，所述執行元件(5)為液壓油缸，所述液壓油缸的有杆腔與所述油箱連接，所述液壓油缸的無杆腔與所述油泵(I)的輸出端連接。
5.如權利要求3所述的液壓系統，其特徵在於，所述執行元件(5)為液壓馬達，所述液壓馬達具有低壓腔和高壓腔。
6.如權利要求4所述的液壓系統，其特徵在於，還包括第二換向閥(4)，所述第二換向閥(4)連接在所述液壓油缸的有杆腔與所述油箱連接的油路以及所述液壓油缸的無杆腔與所述油泵的輸出端連接的油路中。
7.如權利要求6所述的液壓系統，其特徵在於，所述第一換向閥(3)和第二換向閥(4)的至少一個為電磁換向閥。
8.如權利要求7所述的液壓系統，其特徵在於，所述的第二換向閥(4)為三位四通閥，且中位機能為M型。
9.一種起重機,其特徵在於,包含如權利要求1?8之一所述的液壓系統。
【文檔編號】F15B11/08GK204175683SQ201420598895
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月16日 優先權日:2014年10月16日
【發明者】單增海, 東權, 張鑫, 李亞朋 申請人:徐州重型機械有限公司