一種雙缸順序伸縮的液控系統、吊臂機構及起重的製造方法
2023-08-08 16:38:21
一種雙缸順序伸縮的液控系統、吊臂機構及起重的製造方法
【專利摘要】一種雙缸順序伸縮的液控系統，伸縮控制聯、平衡閥、第一伸縮油缸和第二伸縮油缸依次通過油路連通，單向閥組設置在第一伸縮油缸底部，單向閥組通過油路與第一伸縮油缸和第二伸縮油連通；一種吊臂機構，包括固定臂、至少兩節伸縮臂和雙缸順序伸縮的液控系統，雙缸順序伸縮的液控系統為如上所述的雙缸順序伸縮的液控系統；一種直臂隨車起重機，包括吊臂機構，吊臂機構為如上所述的吊臂機構；液控系統操作簡單，能夠控制吊臂機構在負載變化很大尤其是空載工況下順序伸縮，且伸縮順序安全可靠，本發明適用於直臂隨車起重機中的吊臂機構在雙缸控制下順序伸縮，特別適用於空載就位，帶載工作的工況吊臂的順序伸縮及帶載伸縮。
【專利說明】—種雙缸順序伸縮的液控系統、吊臂機構及起重機
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種雙缸順序伸縮的液控系統、吊臂機構及起重機，屬於隨車起重機【技術領域】。
【背景技術】
[0002]目前，直臂隨車起重機的吊臂伸縮多為同步伸縮，其方法為一根伸縮液壓缸根據伸縮臂總節數拖帶相應套數繩排，繼而帶動各節伸縮臂同步伸縮。但當吊臂拖動一定負載、伸縮臂節數多於3節時，臂架變形、單繩負載過大容易導致鋼絲繩斷裂，存在安全問題。
[0003]隨著市場、技術的發展，雙缸完成吊臂伸縮技術成為發展的趨勢。直臂式隨車起重機吊臂的順序伸縮是指各節伸縮臂按一定順序完成伸出與縮回動作。為了使各節伸縮臂伸縮後的起重能力與起重機起重特性相匹配，伸出順序為從外到內，依次伸出，順序縮回為從內到外，依次縮回。因直臂式隨車起重機外形尺寸相關標準的要求及外觀的考慮，一般將伸縮液壓缸布置於伸縮臂架內。直臂式隨車起重機臂體截面較小，為滿足市場隨車起重機帶載伸縮需求，可在較重負載工況下伸縮的直臂式隨車起重機伸縮液壓缸數目一般為兩個。第一根伸縮液壓缸拖動第一節伸縮臂，第二根伸縮液壓缸根據伸縮臂總節數拖帶相應套數繩排，繼而帶動除第一節伸縮臂以外的各節伸縮臂同步伸縮。
[0004]專利CN201110047816.6提出的大噸位直臂隨車起重機雙缸拉索臂體伸縮裝置，其工作原理是:第一伸縮油缸帶動二節臂伸縮，第二伸縮油缸通過拉索結構帶動三、四、五、六節臂同步伸縮。該專利可滿足多變的起重重量及工作速度的要求，但是只提出了機械結構的實現方法，沒有給出控制雙缸順序伸縮的實現方法。
[0005]專利CN201010605795.0提出的吊臂順序伸縮液壓系統，其工作原理是:順序伸依靠機液換向閥的液控功能，只有當臂體伸到位後，壓力上升，打開機液換向閥，壓力油進入下一級油缸；順序縮依靠的是機液換向閥的機控功能，當臂體縮回後，撞塊撞擊機液換向閥上的行程開關，壓力油進入上一級油缸。該專利採用了特製的機液換向閥，有液控壓力和行程開關兩種開啟方法，分別用於控制伸出及縮回。該機液換向閥存在很多缺點，如結構複雜、成本高、可靠性低等，特別是其液控功能限制了該專利的應用範圍:下一級吊臂用的機液換向閥的控制壓力必須比上一級的高，為避免系統壓力過高，因此不適用於吊臂節數過多的隨車起重機；當起重重量較大時，負載產生的壓力可能會超過換向閥的開啟壓力，導致換向閥意外開啟，從而連通各級油缸油路，因此不適用於大噸位或具有帶載伸縮要求的隨車起重機。該帶芯管的油缸的活塞杆內設三條油道，存在結構複雜、尺寸大、可靠性低及成本高的確定。此外，在順序伸的最初一段行程範圍，各級油缸大腔聯通，伸出順序不可控。
[0006]專利US5501346及專利ES2085045T3提出的多節臂順序伸縮系統，採用了特製的油缸，順序伸時，當活塞運動到頂部時，利用液壓缸芯管端部周向開有對稱的通油口，液壓缸大腔方能與活塞杆油道連通，壓力油進入下一級液壓缸；順序縮時，當活塞運動到底部時，觸發行程開關，液壓缸大腔方能通過機控單向閥進入上一級液壓缸。由於順序伸縮的切換全部依靠機械觸發，因此動作可靠。但是採用了特殊製造的液壓缸，其結構複雜、通用性差、成本高、可維護性低，不適用於液壓缸內置的直臂隨車起重機。
[0007]專利US5518129A提出的多節臂順序伸縮系統，其順序伸是依靠機動換向閥的觸發，其順序縮是依靠液壓缸底部的機動單向閥的觸發。與專利US5501346相比，取消了芯管，重新設計了油缸底部的機控單向閥，大大簡化了液壓缸結構，但是液壓缸仍需專門製造，並且需要增加軟管捲筒用於最後一級液壓缸大腔回油管的安置，較適用於安裝空間大的折臂隨車起重機。
[0008]專利DE3806390A1提出的多節臂伸縮技術，採用的電控插裝閥分別控制每個液壓缸大腔油道的通斷，可通過設置電磁閥的通斷順序來實現順序伸縮，但是也存在液壓缸需特製、電磁閥可靠性地、需要附加線路捲筒等缺點。
[0009]專利CN201818571U提出的一種控制兩個油缸順序伸縮的液壓系統，其特點是兩個換向閥及兩個平衡閥，分別控制兩個液壓缸，原理簡單，但是操作複雜，元件數量較多，通用性較差，如應用於直臂隨車起重機，需要額外增加軟管捲筒或軟管導鏈，安裝尺寸大，導致吊臂截面增大。
[0010]此外，直臂式隨車起重機吊臂實現雙缸順序伸縮的方法還在兩根伸縮液壓缸之間的油路上安裝一片電磁閥，第一根伸縮液壓缸完成動作後，再操縱電磁閥使第二根液壓缸開始動作。此方法成本高且結構複雜，需增加控制線束卷放裝置，由於電磁閥和卷線裝置的可靠性不高從而增加了整個機構的失效概率。
[0011]專利201420053146.8提出的一種控制雙缸順序伸縮的液控系統，其特點是通過第一伸縮液壓缸驅動伸縮機構的負載產生的壓力小於通過第二伸縮液壓驅動的缸伸縮機構負載產生的壓力來實現雙缸順序伸出，通過一個順序閥以及帶芯管的第一伸縮油缸來實現第一伸縮缸液壓的伸縮阻力大於第二伸縮油缸，從而實現順序縮回。由於製造及裝配誤差問題，在伸縮臂水平且空載的工況下，通過第一伸縮液壓缸驅動的伸縮機構負載產生的壓力可能大於或等於通過第二伸縮液壓缸驅動的伸縮機構負載產生的壓力，從而導致兩缸同時伸縮或第二伸縮液壓缸先伸出的問題。
【發明內容】
[0012]針對上述現有技術存在的問題，本發明提供一種雙缸順序伸縮的液控系統、吊臂機構及起重機，該液控系統操作簡單，能夠控制吊臂機構在負載變化很大尤其是空載工況下順序伸縮，且伸縮順序安全可靠。
[0013]為了實現上述目的，本發明採用的技術方案是:一種雙缸順序伸縮的液控系統，包括伸縮控制聯、平衡閥、第一伸縮油缸、第二伸縮油缸和單向閥組，伸縮控制聯包括第一單向閥和換向閥，換向閥包括壓力油口、回油口、第一工作油口、第二工作油口和中位回油口，換向閥的壓力油口與進油管路連通，第一單向閥設置在進油管路上，第一單向閥的出油口與換向閥的壓力油口連通，換向閥的回油口與油箱連通，平衡閥包括平衡閥第一工作油口、平衡閥第二工作油口、平衡閥第三工作油口和平衡閥第四工作油口，平衡閥第一工作油口與平衡閥第三工作油口之間設置有順序閥和平衡閥單向閥，順序閥的進油口與平衡閥的第三工作油口連通，順序閥的出油口與平衡閥第一工作油口連通，平衡閥單向閥的進油口與平衡閥第一工作油口連通，平衡閥單向閥的出油口與平衡閥第三工作油口連通，平衡閥第二工作油口與平衡閥第四工作油口連通，順序閥上旁接節流閥，節流閥的另一端連通平衡閥第二工作油口與平衡閥第四工作油口之間的油路；第一伸縮油缸為內置芯管的結構形式，第一伸縮油缸包括第一活塞杆、芯管和第一缸體，並設有第一有杆腔油道、芯管油道、第一伸縮油缸第一工作油口、第一伸縮油缸第二工作油口、第一伸縮油缸第三工作油口、第一伸縮油缸第四工作油口、第一伸縮油缸第五工作油口、第一伸縮油缸第六工作油口、第一伸縮油缸第七工作油口和第一伸縮油缸第八工作油口，第一活塞杆設置在第一缸體內，將第一缸體的內腔分割成第一有杆腔及第一無杆腔兩部分，第一活塞杆分為杆段和密封段，第一活塞杆的杆段內沿軸向設置有一空腔，空腔的一端與第一伸縮油缸第一工作油口連通，第一伸縮油缸第一工作油口設置在第一活塞杆的杆段的端部，芯管的一端穿過第一活塞杆的密封段設置在第一活塞杆的杆段內部的空腔中，另一端固定在第一缸體的底部，芯管與第一缸體的底部的連接處設置有第一伸縮油缸第三工作油口，第一伸縮油缸第三工作油口與芯管內部連通，第一伸縮油缸第一工作油口與第一伸縮油缸第三工作油口之間形成芯管油道，第一有杆腔油道設置在第一活塞杆的杆段內，與空腔平行，第一有杆腔油道的其中一端與第一伸縮油缸第二工作油口連通，第一伸縮油缸第二工作油口設置在第一活塞杆的杆段的端部，第一有杆腔油道的另一端與第一伸縮油缸第四工作油口連通，第一伸縮油缸第四工作油口設置在第一活塞杆的杆段上，且與第一有杆腔連通，第一伸縮油缸第五工作油口設置在第一缸體的底部，且與第一缸體的第一無杆腔連通，第一伸縮油缸第六工作油口設置在第一缸體的底部，且與第一伸縮油缸第七工作油口連通，第一伸縮油缸第八工作油口設置在第一缸體上靠近端部的位置，且與第一有杆腔連通；第二伸縮油缸包括第二活塞杆和第二缸體，並設有第二有杆腔油道、第二無杆腔油道，以及第二伸縮油缸第一工作油口、第二伸縮油缸第二工作油口、第二伸縮油缸第三工作油口和第二伸縮油缸第四工作油口，第二活塞杆設置在第二缸體內，將第二缸體的內腔分割成第二有杆腔及第二無杆腔兩部分，第二活塞杆分為杆段和密封段，第二無杆腔油道沿軸向設置在第二活塞杆內，第二無杆腔油道的一端與第二伸縮油缸第一工作油口連通，第二伸縮油缸第一工作油口設置在第二活塞杆的杆段靠近端部的位置，第二無杆腔油道通過第二伸縮油缸第一工作油口和油管與第一伸縮油缸第六工作油口連通，第二無杆腔油道的另一端與第二伸縮油缸第二工作油口連通，第二伸縮油缸第二工作油口設置在第二活塞杆的密封段，第二無杆腔油道通過第二伸縮油缸第二工作油口與第二活塞杆的第二無杆腔連通，第二有杆腔油道設置在第二活塞杆的杆段內，第二有杆腔油道的一端與第二伸縮油缸第三工作油口連通，第二伸縮油缸第三工作油口設置在第二活塞杆的杆段靠近端部的位置，第二有杆腔油道通過第二伸縮油缸第三工作油口和油管與第一伸縮油缸第八工作油口連通；第二有杆腔油道的另一端與第二伸縮油缸第四工作油口連通，第二伸縮油缸第四工作油口設置在第二活塞杆的杆段，第二有杆腔油道通過第四工作油口與第二缸體的第二有杆腔連通；單向閥組為板式安裝式閥塊總成，設置在第一缸體的底部，單向閥組包括第一單向閥、第二單向閥、第三單向閥、第四單向閥以及單向閥組第一工作油口、單向閥組第二工作油口、單向閥組第三工作油口，其中，單向閥組第一工作油口與第一伸縮油缸第三工作油口連通，單向閥組第二工作油口與第一伸縮油缸第五工作油口連通，單向閥組第三工作油口與第一伸縮油缸第六工作油口連通，在單向閥組第一工作油口分成四條並聯油路，四條油路上分別插裝第一單向閥、第二單向閥、第三單向閥、第四單向閥，第一單向閥、第二單向閥油路合併後歸集至單向閥組第三工作油口，第三單向閥、第四單向閥油路合併後歸集至單向閥組第二工作油口 ；換向閥的第一工作油口與平衡閥第一工作油口連通，換向閥的第二工作油口與平衡閥第二工作油口連通，平衡閥第三工作油口與第一伸縮油缸第一工作油口連通，平衡閥第四工作油口與第一伸縮油缸第二工作油口連通。
[0014]進一步的，換向閥的第一工作油口與平衡閥第一工作油口連通的油路上旁接有A側次級溢流閥，A側次級溢流閥的出油口與油箱連通。
[0015]進一步的，換向閥的第二工作油口與平衡閥第二工作油口連通的油路上旁接有B側次級溢流閥，B側次級溢流閥的出油口與油箱連通。
[0016]一種吊臂機構，包括固定臂、至少兩節伸縮臂和雙缸順序伸縮的液控系統，雙缸順序伸縮的液控系統為如上所述的雙缸順序伸縮的液控系統，固定臂內設置有第一節伸縮臂，第一節伸縮臂內設置第二節伸縮臂，第一活塞杆與固定臂固定連接，第一缸體與第一節伸縮臂固定連接，第二活塞杆與第一節伸縮臂固定連接，第二缸體與第二節伸縮臂固定連接，第一伸縮油缸帶動第一節伸縮臂伸出和縮回；第二伸縮油缸通過多組伸出拉索機構和回縮拉索帶動第二節伸縮臂以及第二節伸縮臂以上的伸縮臂伸出和縮回。
[0017]一種直臂隨車起重機，包括吊臂機構，吊臂機構為如上所述的吊臂機構。
[0018]本發明的有益效果是:通過伸縮控制聯控制切換壓力油的方向，能夠實現伸出、縮回和停止工作位的控制，當伸縮控制聯切換到伸出工作位時，在伸縮臂水平伸出的工況下，由於負責帶動第二節以上的伸縮臂伸縮的第二伸縮油缸的伸出阻力增加了單向閥的開啟壓力，因此第一伸縮油缸及第一節伸縮臂先伸出，而第二伸縮油缸及第二節以上的伸縮臂後伸出，從而保證了雙缸的順序伸出，且此方案可降低裝配難度，特別適用於控制水平空載工況下順序伸出，且單向閥組結構緊湊，壓力損失小、可靠性高；當伸縮控制聯切換到縮回工作位時，通過單向閥組的壓力控制可靠地保證了只有在第二伸縮油缸完全縮回後第一伸縮油缸方能縮回；因此，本發明提供的控制雙缸順序伸縮的液控系統在雙缸順序伸出時依靠液壓與機械雙重增強控制，在雙缸順序縮回依靠液壓控制，原理簡單、操作簡單、可靠性高，從而保證了起重機起重性能更好地發揮；
板式安裝的單向閥組相比於順序閥，無需管路連接、安裝簡單、佔用空間少、降低了液壓系統漏油失效機率、壓力損失更小，發熱量更少，能減少液壓系統在機構回縮時的溢流損失，特別適用於吊臂內部安裝空間小、維修裝卸工作量大的直臂隨車起重機；
通過第一伸縮油缸特有的芯管結構結合單向閥組，使所有需要連接的油口之間兩兩相對靜止，從而避免了管道伸縮的問題；且平衡閥、第一伸縮油缸與第二伸縮油缸之間的管道連接無長度變動；因此，無須使用捲筒或拖鏈等輸送油液，具有易於布置、佔用空間小、可靠性高等特點，可廣泛應用於吊臂內部安裝空間小、維修裝卸工作量大的直臂隨車起重機。
[0019]本發明適用於直臂隨車起重機中的吊臂機構在雙缸控制下順序伸縮，特別適用於空載就位，帶載工作的工況吊臂的順序伸縮及帶載伸縮。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為本發明雙缸順序伸縮的液控系統的原理示意圖；
圖2為本發明吊臂機構的結構示意圖；
圖中:1、伸縮控制聯，11、伸縮控制聯單向閥，12、換向閥，13、A側次級溢流閥，14、B偵U次級溢流閥， 2、平衡閥，21、順序閥,22、平衡閥單向閥,23、節流閥，
3、第一伸縮油缸，31、第一活塞杆,32、第一有杆腔油道,33、芯管,34、芯管油道,35、第一有杆腔，36、第一無杆腔,37、第一缸體，
4、第二伸縮油缸，41、第二活塞杆，42、第二有杆腔，43、第二有杆腔油道，44、第二無杆腔油道，45、第二無杆腔，46、第二缸體，
5、單向閥組，51、第一單向閥，52、第二單向閥，53、第三單向閥，54、第四單向閥，
6、回縮拉索，7、第一組伸出拉索機構，8、第二組伸出拉索機構，
1、固定臂，I1、第一節伸縮臂，II1、第二節伸縮臂，IV、第三節伸縮臂，V、第四節伸縮臂，
A、第一工作油口，Al、第一伸縮油缸第一工作油口，A2、第一伸縮油缸第三工作油口，A3、單向閥組第一工作油口，A4、單向閥組第二工作油口，A5、第一伸縮油缸第五工作油口，A6、單向閥組第三工作油口，A7、第一伸縮油缸第六工作油口，A8、第一伸縮油缸第七工作油口，A9、第二伸縮油缸第一工作油口，A10、第二伸縮油缸第二工作油口，
B、第二工作油口，B1、第一伸縮油缸第二工作油口，B2、第一伸縮油缸第四工作油口，B3、第一伸縮油缸第八工作油口，B4、第二伸縮油缸第三工作油口，B5、第二伸縮油缸第四工作油口，
Cl、平衡閥第一工作油口，C2、平衡閥第二工作油口，C3、平衡閥第三工作油口，C4、平衡閥第四工作油口。
【具體實施方式】
[0021]下面結合附圖對本發明作進一步說明。
[0022]如圖1所示，本雙缸順序伸縮的液控系統，包括具有切換壓力油方向作用的伸縮控制聯1、平衡閥2、第一伸縮油缸3、第二伸縮油缸4和單向閥組5 ;
伸縮控制聯I包括伸縮控制聯單向閥11和換向閥12，換向閥12包括壓力油口 P、回油口 T、第一工作油口 A、第二工作油口 B和中位回油口，換向閥12的壓力油口 P與進油管路連通，伸縮控制聯單向閥11設置在進油管路上，伸縮控制聯單向閥11的出油口與換向閥12的壓力油口 P連通，換向閥12的回油口 T與油箱連通；
換向閥12具有第一工作位、第二工作位和第三工作位，換向閥12在第一工作位時，所述壓力油口 P、回油口 T、第一工作油口 A、第二工作油口 B相互之間均不連通，通過壓力油口 P進入的壓力油通過中位回油口回油箱；換向閥12在第二工作位時，壓力油口 P與第一工作油口 A連通，回油口 T與第二工作油口 B連通；換向閥12在第三工作位時，壓力油口 P與第二工作油口 B連通，回油口 T與第一工作油口 A連通；
平衡閥2包括平衡閥第一工作油口 Cl、平衡閥第二工作油口 C2、平衡閥第三工作油口C3和平衡閥第四工作油口 C4，平衡閥第一工作油口 Cl與平衡閥第三工作油口 C3之間設置有順序閥21和平衡閥單向閥22，順序閥21的進油口與平衡閥2的第三工作油口 C3連通，順序閥21的出油口與平衡閥第一工作油口 Cl連通，平衡閥單向閥22的進油口與平衡閥第一工作油口 Cl連通，平衡閥單向閥22的出油口與平衡閥第三工作油口 C3連通，平衡閥第二工作油口 C2與平衡閥第四工作油口 C4連通，順序閥21上旁接節流閥23，節流閥23的另一端連通平衡閥第二工作油口 C2與平衡閥第四工作油口 C4之間的油路； 第一伸縮油缸3為內置芯管33的結構形式，第一伸縮油缸3包括第一活塞杆31、芯管33和第一缸體37，並設有第一有杆腔油道32、芯管油道34、第一伸縮油缸第一工作油口 Al、第一伸縮油缸第二工作油口 B1、第一伸縮油缸第三工作油口 A2、第一伸縮油缸第四工作油口 B2、第一伸縮油缸第五工作油口 A5、第一伸縮油缸第六工作油口 A7、第一伸縮油缸第七工作油口 A8和第一伸縮油缸第八工作油口 B3，第一活塞杆31設置在第一缸體37內，將第一缸體37的內腔分割成第一有杆腔35及第一無杆腔36兩部分，第一活塞杆31分為杆段和密封段，第一活塞杆31的杆段內沿軸向設置有一空腔，空腔的一端與第一伸縮油缸第一工作油口 Al連通，第一伸縮油缸第一工作油口 Al設置在第一活塞杆31的杆段的端部，芯管33由無縫鋼管制成，芯管33的一端穿過第一活塞杆31的密封段設置在第一活塞杆31的杆段內部的空腔中，另一端固定在第一缸體37的底部,芯管33可跟隨第一缸體37的伸縮運動在第一活塞杆31的空腔內自由滑動，芯管33與第一缸體37的底部的連接處設置有第一伸縮油缸第三工作油口 A2，第一伸縮油缸第三工作油口 A2與芯管33內部連通，第一伸縮油缸第一工作油口 Al與第一伸縮油缸第三工作油口 A2之間形成芯管油道34，為防止芯管油道34與第一無杆腔36之間串油，在芯管33與第一活塞杆31的密封段的接觸處設置有密封裝置，第一有杆腔油道32設置在第一活塞杆31的杆段內，與空腔平行，第一有杆腔油道32的其中一端與第一伸縮油缸第二工作油口 BI連通，第一伸縮油缸第二工作油口BI設置在第一活塞杆31的杆段的端部,第一有杆腔油道32的另一端與第一伸縮油缸第四工作油口 B2連通，第一伸縮油缸第四工作油口 B2設置在第一活塞杆31的杆段上，且與第一有杆腔35連通，第一伸縮油缸第五工作油口 A5設置在第一缸體37的底部，且與第一缸體37的第一無杆腔36連通，第一伸縮油缸第六工作油口 A7設置在第一缸體37的底部，且與第一伸縮油缸第七工作油口 A8連通，第一伸縮油缸第八工作油口 B3設置在第一缸體37上靠近端部的位置，且與第一有杆腔35連通；
第二伸縮油缸4包括第二活塞杆41和第二缸體46，並設有第二有杆腔油道43、第二無杆腔油道44，以及第二伸縮油缸第一工作油口 A9、第二伸縮油缸第二工作油口 A10、第二伸縮油缸第三工作油口 B4和第二伸縮油缸第四工作油口 B5，第二活塞杆41設置在第二缸體46內，將第二缸體46的內腔分割成第二有杆腔42及第二無杆腔45兩部分，第二活塞杆41分為杆段和密封段，第二無杆腔油道44沿軸向設置在第二活塞杆41內，第二無杆腔油道44的一端與第二伸縮油缸第一工作油口 A9連通，第二伸縮油缸第一工作油口 A9設置在第二活塞杆41的杆段靠近端部的位置，第二無杆腔油道44通過第二伸縮油缸第一工作油口A9和油管與第一伸縮油缸第六工作油口 A7連通，第二無杆腔油道44的另一端與第二伸縮油缸第二工作油口 AlO連通，第二伸縮油缸第二工作油口 AlO設置在第二活塞杆41的密封段，第二無杆腔油道44通過第二伸縮油缸第二工作油口 AlO與第二活塞杆41的第二無杆腔45連通，第二有杆腔油道43設置在第二活塞杆41的杆段內，且與第二無杆腔油道44平行，第二有杆腔油道43的一端與第二伸縮油缸第三工作油口 B4連通，第二伸縮油缸第三工作油口 B4設置在第二活塞杆41的杆段靠近端部的位置，第二有杆腔油道43通過第二伸縮油缸第三工作油口 B4和油管與第一伸縮油缸第八工作油口 B3連通；第二有杆腔油道43的另一端與第二伸縮油缸第四工作油口 B5連通，第二伸縮油缸第四工作油口 B5設置在第二活塞杆41的杆段，第二有杆腔油道43通過第四工作油口 B5與第二缸體46的第二有杆腔42連通； 單向閥組5為板式安裝式閥塊總成，設置在第一缸體37的底部，單向閥組5包括第一單向閥51、第二單向閥52、第三單向閥53、第四單向閥54以及單向閥組第一工作油口 A3、單向閥組第二工作油口 A4、單向閥組第三工作油口 A6，其中，單向閥組第一工作油口 A3與第一伸縮油缸第三工作油口 A2連通，單向閥組第二工作油口 A4與第一伸縮油缸第五工作油口 A5連通，單向閥組第三工作油口 A6與第一伸縮油缸第六工作油口 A7連通，在單向閥組第一工作油口 A3分成四條並聯油路，四條油路上分別插裝第一單向閥51、第二單向閥52、第三單向閥53、第四單向閥54，第一單向閥51、第二單向閥52油路合併後歸集至單向閥組第三工作油口 A6，第三單向閥53、第四單向閥54油路合併後歸集至單向閥組第二工作油Π A4 ；
換向閥12的第一工作油口 A與平衡閥第一工作油口 Cl連通，換向閥12的第二工作油口 B與平衡閥第二工作油口 C2連通，平衡閥第三工作油口 C3與第一伸縮油缸第一工作油口 Al連通，平衡閥第四工作油口 C4與第一伸縮油缸第二工作油口 BI連通。
[0023]從換向閥12的第一工作油口 A流出的壓力油進入第一伸縮油缸3內置的芯管33，流入單向閥組第一工作油口 A3，單向閥組5的第一單向閥51與單向閥組5的第四單向閥54無法通過壓力油，單向閥組5的第二單向閥52與單向閥組5的第三單向閥53可以通過壓力油，因單向閥組5的第二單向閥52存在背壓補償，壓力油優先通過單向閥組5的第三單向閥53進入第一伸縮油缸3的第一無杆腔36，第一伸縮油缸3伸出。當第一伸縮油缸3伸出至行程末端時，壓力油通過單向閥組5的第二單向閥52流出單向閥組第三工作油口A6，進入第二伸縮油缸4的第二無杆腔45，第二伸縮油缸4伸出。
[0024]從換向閥12的第二工作油口 B流出的壓力油進入第一伸縮油缸3的第一有杆腔35和第二伸縮油缸4的第二有杆腔42時，第一伸縮油缸3的第一無杆腔36油液流出至單向閥組第二工作油口 A4，第二伸縮油缸4的第二無杆腔45油液流出至單向閥組第三工作油口 A6，第一伸縮油缸3的第一無杆腔36油液無法通過單向閥組5的第二單向閥52，第二伸縮油缸4的第二無杆腔45油液無法通過單向閥組5的第三單向閥53，因單向閥組5的第四單向閥54存在背壓補償，第二伸縮油缸4的第二無杆腔45油液優先通過單向閥組5的第一單向閥51，當第二伸縮油缸4回縮至行程末端時，第一伸縮油缸3的第一無杆腔36油液通過單向閥組5的第四單向閥54流出至單向閥組第一工作油口 A3，第一伸縮油缸3開始回縮。
[0025]上述實施方式中，換向閥12可以採用三位六通換向閥，有a、b、c三個工作位，在a工作位下，壓力油口 P與第一工作油口 A連通，回油口 T與第二工作油口 B連通，在b工作位下，壓力油口 P與第二工作油口 B連通，回油口 T與第一工作油口 A連通，在c工作位下，壓力油口 P、回油口 T、第一工作油口 A、第二工作油口 B相互之間均不連通，通過壓力油口 P進入的液壓油通過中位回油口回油箱。a、b、c三個工作位分別對應油缸伸出、縮回及停止三種動作。
[0026]由於芯管33的端面始終承受油液的縱向壓力，為避免油液壓力過大導致芯管33縱向彎曲損壞，換向閥12的第一工作油口 A與平衡閥第一工作油口 Cl連通的油路上旁接有A側次級溢流閥13，A側次級溢流閥13的出油口與油箱連通，對芯管33中的油液最高壓力進行限制；為通過溢流增大液壓系統阻尼，降低縮回時的壓力波動以及利用負載自重實現吊臂縮回，從而提高運動平穩性、降低能耗，又需要保證油液壓力足夠大以實現空載縮回，因此，換向閥12的第二工作油口 B與平衡閥第二工作油口 C2連通的油路上旁接有B側次級溢流閥14，B側次級溢流閥14的出油口與油箱連通。
[0027]—種吊臂機構，包括固定臂1、至少兩節伸縮臂和雙缸順序伸縮的液控系統，其特徵在於，雙缸順序伸縮的液控系統為如權利要求1至3任一項所述的雙缸順序伸縮的液控系統，固定臂I內設置有第一節伸縮臂II，第一節伸縮臂II內設置第二節伸縮臂III，第一活塞杆31與固定臂I固定連接，第一缸體37與第一節伸縮臂II固定連接，第二活塞杆41與第一節伸縮臂II固定連接，第二缸體46與第二節伸縮臂III固定連接，第一伸縮油缸3帶動第一節伸縮臂II伸出和縮回；第二伸縮油缸4通過多組伸出拉索機構和回縮拉索6帶動第二節伸縮臂III以及第二節伸縮臂III以上的伸縮臂伸出和縮回。
[0028]如圖2所示，在本實施方式中，吊臂機構包括五節臂，分別為固定臂1、第一節伸縮臂I1、第二節伸縮臂II1、第三節伸縮臂IV、第四節伸縮臂V，還包括回縮拉索6、第一組伸出拉索機構7、第二組伸出拉索機構8，以及本發明提供的上述的雙缸順序伸縮的液控系統。
[0029]固定臂I內設置有第一節伸縮臂II，第一節伸縮臂II能夠回縮於固定臂I內，並且能夠伸出固定臂I ;第一節伸縮臂II內設置第二節伸縮臂III，第二節伸縮臂III能夠回縮於第一節伸縮臂II內，並且能夠伸出第一節伸縮臂II ;第二節伸縮臂III內設置有第三節伸縮臂IV，第三節伸縮臂IV能夠回縮於第二節伸縮臂III內，並且能夠伸出第二節伸縮臂III;第三節伸縮臂IV內設置有第四節伸縮臂V，第四節伸縮臂V能夠回縮於第三節伸縮臂IV內，並且能夠伸出第三節伸縮臂IV ；
雙缸順序伸縮的液控系統中的第一伸縮油缸3的設置為:第一伸縮油缸3的第一活塞杆31與固定臂I固定連接，第一伸縮油缸3的第一缸體37與第一節伸縮臂II固定連接。
[0030]雙缸順序伸縮的液控系統中的第二伸縮油缸4的設置為:第二伸縮油缸4的第二活塞杆41與第一節伸縮臂II固定連接，第二伸縮油缸4的第二缸體46與第二節伸縮臂III固定連接。
[0031 ] 回縮拉索6通過第一伸縮油缸3、第二伸縮油缸4將第二節伸縮臂III與第四節伸縮臂V連接，結合第一組伸出拉索機構7與第二組伸出拉索機構8，用於第二節伸縮臂III縮回時帶動第三節伸縮臂IV、第四節伸縮臂V同步縮回；第一組伸出拉索機構7將第一節伸縮臂I1、第二節伸縮臂III及第三節伸縮臂IV連接，用於第二節伸縮臂III伸出時帶動第三節伸縮臂IV同步伸出；第二組伸出拉索機構8將第二節伸縮臂II1、第三節伸縮臂IV及第四節伸縮臂V連接，用於第三節伸縮臂IV伸出時帶動第四節伸縮臂V同步伸出。
[0032]由圖1及圖2可看出，平衡閥2與第一伸縮油缸第一工作油口 Al、平衡閥2與第一伸縮油缸第二工作油口 BI，第一伸縮油缸第八工作油口 B3與第二伸縮油缸第三工作油口B4、第一伸縮油缸第七工作油口 A8與第二伸縮油缸第一工作油口 A9等需要管路連接的油口或部件都兩兩相對靜止。因此，伸縮控制聯1、平衡閥2、第一伸縮油缸3、第二伸縮油缸4與單向閥組5之間無管道伸縮問題，無須使用捲筒或拖鏈等輸送油液，具有易於布置、佔用空間小、可靠性高等特點，適用於直臂隨車式起重機的吊臂機構內部安裝空間小、維修裝卸工作量大的結構特點。
[0033]本發明上述實施方式中提供的採用雙缸順序伸縮的液控系統的吊臂機構的工作原理，具體如下: 1、伸出動作:伸縮控制聯I切換到換向閥12的a工作位，換向閥12的壓力油口 P進油，壓力油經伸縮控制聯I中換向閥12的第一工作油口 A、平衡閥2、第一伸縮油缸3的第一工作油口 Al、芯管油道34、至第一伸縮油缸第三工作油口 A2，在單向閥組第一工作油口 A3分成兩條並聯油路:一條經單向閥組第一工作油口 A3、單向閥組5的第三單向閥53、單向閥組第二工作油口 A4、第一伸縮油缸第五工作油口 A5進入第一無杆腔36 ;另一條經單向閥組第一工作油口 A3、單向閥組5的第二單向閥52、單向閥組第三工作油口 A6、第一伸縮油缸第六工作油口 A7、第一伸縮油缸第七工作油口 A8、第二伸縮油缸第一工作油口 A9、第二伸縮油缸第二工作油口 AlO進入第二無杆腔45。
[0034]雙缸的伸出順序將取決於各缸的伸出阻力和單向閥組5的第二單向閥52的開啟壓力。根據圖2中的吊臂機構的結構示意圖，第一伸縮油缸3直接帶動第一節伸縮臂II伸出，第二伸縮油缸4通過第一組伸出拉索機構7及第二組伸出拉索機構8帶動第二節伸縮臂II1、第三節伸縮臂IV及第四節伸縮臂V共三節臂同步伸出。基於受力分析可知，第一伸縮油缸3伸出的運動阻力包括負載、第一節伸縮臂I1、第二節伸縮臂II1、第三節伸縮臂IV和第四節伸縮臂V的自重，以及固定臂I與第一節伸縮臂II之間的摩擦力；而第一組伸出拉索機構7與第二組伸出拉索機構8具有將各自受力放大一倍的效果，第二伸縮油缸4伸出的運動阻力包括三倍的負載、相應放大的第一節伸縮臂I1、第二節伸縮臂II1、第三節伸縮臂IV和第四節伸縮臂V的自重與相應放大的各節臂之間的摩擦力。顯然，伸出阻力大的第二伸縮油缸4不動，伸出阻力小的第一伸縮油缸3先動。在伸縮臂水平且空載工況下，第一伸縮油缸3和第二伸縮油缸4的伸出阻力相差很小，單向閥組5的第二單向閥52的開啟壓力設定提高了第二伸縮缸4的伸出阻力，能可靠的保證在正常工作流量下伸出阻力大的第二伸縮缸4後伸出。
[0035]依靠機械負載的不同和第二單向閥52的開啟壓力設定，第一缸體37首先伸出，第一有杆腔35的回油經第一伸縮油缸第四工作油口 B2、第一有杆腔油道32、第一伸縮油缸第二工作油口 B1、平衡閥2、伸縮控制聯I中換向閥12的第二工作油口 B、回油口 T回油箱。
[0036]當第一伸縮油缸3達到行程後若伸縮控制聯I的換向閥12仍在a工作位，油液壓力繼續升高，克服第二伸縮油缸4的伸出阻力，使第二缸體46伸出，第二有杆腔42的回油經第二伸縮油缸第四工作油口 B5、第二有杆腔油道43、第二伸縮油缸第三工作油口 B4、第一伸縮油缸第八工作油口 B3、第一有杆腔35、第一伸縮油缸第四工作油口 B2、第一有杆腔油道32、第一伸縮油缸第二工作油口 B1、平衡閥2、伸縮控制聯I中換向閥12的第二工作油口 B、回油口 T回油箱。在整個伸出過程中，通過A側次級溢流閥13實現壓力限定功能。這樣，雙缸依次伸出，帶動各節臂相應伸出，就完成了順序伸出。
[0037]2、縮回動作:伸縮控制聯I切換到換向閥12的b工作位，通過伸縮控制聯I中換向閥12的壓力油口 P進油，壓力油經換向閥12的第二工作油口 B、平衡閥2、第一伸縮油缸第二工作油口 B1、第一有杆腔油道32、第一伸縮油缸第四工作油口 B2、第一有杆腔35、第一伸縮油缸第八工作油口 B3、第二伸縮油缸第三工作油口 B4、第二有杆腔油道43、第二伸縮油缸第四工作油口 B5進入第二有杆腔42，第二無杆腔45的回油經第二伸縮油缸第二工作油口 A10、第二無杆腔油道44、第二伸縮油缸第一工作油口 A9、第一伸縮油缸第七工作油口A8、芯管油道34、第一伸縮油缸第一工作油口 Al、平衡閥2、伸縮控制聯I中換向閥12的第一工作油口 A、回油口 T回油箱，第二缸體46在壓力油的作用下縮回；第二缸體46縮回到位後若伸縮控制聯I中的換向閥12仍在b工作位，油液壓力繼續升高，當油液壓力與第一伸縮油缸3的縮回阻力的差值大於第四單向閥54設定的開啟壓力值時，第四單向閥54開啟，壓力油經伸縮控制聯I中換向閥12的第二工作油口 B、平衡閥2、第一伸縮油缸第二工作油口 B1、第一有杆腔油道32、第一伸縮油缸第四工作油口 B2進入第一有杆腔35，第一無杆腔36的回油經第一伸縮油缸第五工作油口 A5、單向閥組第二工作油口 A4、第四單向閥54、單向閥組第一工作油口 A3、第一伸縮油缸第三工作油口 A2、芯管油道34、第一伸縮油缸第一工作油口 Al、平衡閥2、伸縮控制聯I中換向閥12的第一工作油口 A、回油口 T回油箱，第一缸體37在壓力油的作用下縮回，直到回縮到位為止；在整個縮回過程中，通過B側次級溢流閥14實現壓力限定功能；這樣，雙缸依次縮回，帶動各節臂相應縮回，就完成了順序回縮。
[0038]3、靜止承載:伸縮控制聯I切換到換向閥12的c工作位，通過伸縮控制聯I中換向閥12的壓力油口 P進油，油液將通過中位回油口回油箱，系統卸荷，第一伸縮油缸3和第二伸縮油缸4在換向閥12、平衡閥2及單向閥組5的作用下鎖定。
[0039]一種直臂隨車起重機，包括吊臂機構，所述的吊臂機構為上述實施方式中的吊臂機構。
[0040]本發明運用了雙缸順序伸縮帶多節臂混合伸縮的方式:在較重負載下由於負責帶動第二節以上的伸縮臂伸縮的第二伸縮油缸4的伸出阻力大於負責帶動第一節伸縮臂伸縮II的第一伸縮油缸3的伸出阻力,此時僅依靠機械負載就可完成第一伸縮油缸3及第一節伸縮臂II先伸出，而第二伸縮油缸4及第二節以上的伸縮臂後伸出的順序；在伸縮臂水平空載的工況下，第一伸縮油缸3與第二伸縮油缸4負載十分接近，由於負責帶動第二節以上的伸縮臂伸縮的第二伸縮油缸4的伸出阻力增加了單向閥的開啟壓力補償了雙缸的順序伸出；縮回時，通過單向閥的壓力控制可靠地保證了只有第二伸縮油缸4完全縮回後第一伸縮油缸3方能縮回。因此，雙缸的順序伸出依靠機械及液壓雙重加強控制，雙缸的順序縮回依靠液壓控制，原理簡單、可靠高，性能穩定，不會出現第二伸縮缸縮4回後再次伸出的現象。
[0041]第一伸縮油缸3特有的芯管結構結合單向閥組5，使所有需要連接的油口之間兩兩相對靜止，從而避免了管道伸縮的問題。平衡閥2、第一伸縮油缸3與第二伸縮油缸4之間的管道連接無長度變動。因此，無須使用捲筒或拖鏈等輸送油液，具有易於布置、佔用空間小、可靠性高等特點，可廣泛應用於吊臂內部安裝空間小、維修裝卸工作量大的直臂隨車起重機的結構特點。
[0042]單向閥組5板式安裝於第一缸體37的底部，通過螺釘直接連接在第一伸縮油缸3的底部，無需管路連接、安裝簡單、佔用空間少、降低了液壓系統漏油失效機率、壓力損失更小，發熱量更少，能減少液壓系統在機構回縮時的溢流損失，同時避免了控制閥與油缸一體式結構帶來的結構複雜、成本高及維修困難等問題。
【權利要求】
1.一種雙缸順序伸縮的液控系統，包括伸縮控制聯(I)、平衡閥(2)、第一伸縮油缸(3)、第二伸縮油缸(4)和單向閥組(5)，伸縮控制聯(I)包括第一單向閥(11)和換向閥(12)，第二伸縮油缸(4)包括第二活塞杆(41)和第二缸體(46)，其特徵在於: 第一伸縮油缸(3)為內置芯管(33)的結構形式，第一伸縮油缸(3)包括第一活塞杆(31)、芯管(33)和第一缸體(37),並設有第一有杆腔油道(32)、芯管油道(34)、第一伸縮油缸第一工作油口(Al)、第一伸縮油缸第二工作油口(BI)、第一伸縮油缸第三工作油口(A2)、第一伸縮油缸第四工作油口(B2)、第一伸縮油缸第五工作油口(A5)、第一伸縮油缸第六工作油口(A7)、第一伸縮油缸第七工作油口(A8)和第一伸縮油缸第八工作油口(B3)，第一活塞杆(31)設置在第一缸體(37)內，將第一缸體(37)的內腔分割成第一有杆腔(35)及第一無杆腔(36)兩部分，第一活塞杆(31)分為杆段和密封段，第一活塞杆(31)的杆段內沿軸向設置有一空腔，空腔的一端與第一伸縮油缸第一工作油口(Al)連通，第一伸縮油缸第一工作油口(Al)設置在第一活塞杆(31)的杆段的端部,芯管(33)的一端穿過第一活塞杆(31)的密封段設置在第一活塞杆(31)的杆段內部的空腔中，另一端固定在第一缸體(37)的底部，芯管(33)與第一缸體(37)的底部的連接處設置有第一伸縮油缸第三工作油口(A2)，第一伸縮油缸第三工作油口(A2)與芯管(33)內部連通，第一伸縮油缸第一工作油口(Al)與第一伸縮油缸第三工作油口(A2)之間形成芯管油道(34)，第一有杆腔油道(32)設置在第一活塞杆(31)的杆段內，與空腔平行，第一有杆腔油道(32)的其中一端與第一伸縮油缸第二工作油口(BI)連通，第一伸縮油缸第二工作油口(BI)設置在第一活塞杆(31)的杆段的端部，第一有杆腔油道(32)的另一端與第一伸縮油缸第四工作油口(B2)連通，第一伸縮油缸第四工作油口(B2)設置在第一活塞杆(31)的杆段上，且與第一有杆腔(35)連通，第一伸縮油缸第五工作油口(A5)設置在第一缸體(37)的底部，且與第一缸體(37)的第一無杆腔(36)連通，第一伸縮油缸第六工作油口(A7)設置在第一缸體(37)的底部，且與第一伸縮油缸第七工作油口(A8)連通，第一伸縮油缸第八工作油口(B3)設置在第一缸體(37)上靠近端部的位置，且與第一有杆腔(35)連通； 單向閥組(5)為板式安裝式閥塊總成，設置在第一缸體(37)的底部，單向閥組(5)包括第一單向閥(51)、第二單向閥(52)、第三單向閥(53)、第四單向閥(54)以及單向閥組第一工作油口(A3)、單向閥組第二工作油口(A4)、單向閥組第三工作油口(A6)，其中，單向閥組第一工作油口(A3)與第一伸縮油缸第三工作油口(A2)連通，單向閥組第二工作油口(A4)與第一伸縮油缸第五工作油口(A5)連通，單向閥組第三工作油口(A6)與第一伸縮油缸第六工作油口(A7)連通，在單向閥組第一工作油口(A3)分成四條並聯油路，四條油路上分別插裝第一單向閥(51)、第二單向閥(52)、第三單向閥(53)、第四單向閥(54)，第一單向閥(51)、第二單向閥(52)油路合併後歸集至單向閥組第三工作油口(A6)，第三單向閥(53)、第四單向閥(54)油路合併後歸集至單向閥組第二工作油口(A4); 換向閥(12)的第一工作油口(A)與平衡閥第一工作油口(Cl)連通，換向閥(12)的第二工作油口(B)與平衡閥第二工作油口(C2)連通，平衡閥第三工作油口(C3)與第一伸縮油缸第一工作油口(Al)連通，平衡閥第四工作油口(C4)與第一伸縮油缸第二工作油口(BI)連通。
2.根據權利要求1所述的一種雙缸順序伸縮的液控系統，其特徵在於，所述的換向閥(12)的第一工作油口(A)與平衡閥第一工作油口(Cl)連通的油路上旁接有A側次級溢流閥(13 )，A側次級溢流閥(13 )的出油口與油箱連通。
3.根據權利要求1所述的一種雙缸順序伸縮的液控系統，其特徵在於，所述的換向閥(12)的第二工作油口(B)與平衡閥第二工作油口(C2)連通的油路上旁接有B側次級溢流閥(14)，B側次級溢流閥(14)的出油口與油箱連通。
4.一種吊臂機構，包括固定臂(I )、至少兩節伸縮臂和雙缸順序伸縮的液控系統，其特徵在於，雙缸順序伸縮的液控系統為如權利要求1至3任一項所述的雙缸順序伸縮的液控系統，固定臂(I )內設置有第一節伸縮臂(II)，第一節伸縮臂(II)內設置第二節伸縮臂(III)，第一活塞杆(31)與固定臂(I )固定連接，第一缸體(37)與第一節伸縮臂(II)固定連接，第二活塞杆(41)與第一節伸縮臂(II)固定連接，第二缸體(46)與第二節伸縮臂(III)固定連接，第一伸縮油缸(3)帶動第一節伸縮臂(II)伸出和縮回；第二伸縮油缸(4)通過多組伸出拉索機構和回縮拉索(6)帶動第二節伸縮臂(III)以及第二節伸縮臂(III)以上的伸縮臂伸出和縮回。
5.一種直臂隨車起重機，包括吊臂機構，其特徵在於，所述的吊臂機構為權利要求4所述的吊臂機構。
【文檔編號】B66C13/20GK104444818SQ201410614208
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月5日 優先權日:2014年11月5日
【發明者】陳志偉, 滿軍, 陳磊, 程磊, 餘旋, 滿珍, 商曉恆 申請人:徐州徐工隨車起重機有限公司