起重機及其自由落鉤卷揚控制系統和方法

2023-12-11 03:12:02 1

起重機及其自由落鉤卷揚控制系統和方法
【專利摘要】本發明提供一種起重機及其自由落鉤卷揚控制系統和方法，該自由落鉤卷揚控制系統包括油箱、恆壓油源、離合器、壓力比例閥、第一換向閥以及第二換向閥，其中，離合器包括作用面積相等的雙作用液壓缸，作用面積相等的雙作用液壓缸包括缸體、活塞、第一油口、第二油口以及活塞杆，活塞將缸體分隔為第一腔體和第二腔體，第一油口和第二油口分別對應於第一腔體和第二腔體而開設於缸體的兩端，活塞杆和活塞連接，基於第一腔體和第二腔體的油壓產生縮回位移使離合器打開實現自由落鉤或產生推進位移使離合器接合實現剎車。本發明提供的起重機及其自由落鉤卷揚控制系統和方法在各種工況下均有安全保障，即使出現誤操作也不會導致安全事故。
【專利說明】起重機及其自由落鉤卷揚控制系統和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及重型工程機械【技術領域】，特別是涉及一種自由落鉤卷揚控制系統和方法，還涉及一種起重機。
【背景技術】
[0002]隨著工程建設節奏的加快，抓斗、強夯等基礎施工方法得到了廣泛應用。由於履帶吊(履帶式起重機的俗稱)經常用於抓斗、強夯等工況，為了提高工作效率和降低能耗，需要履帶吊具有自由落鉤功能。
[0003]因此，為了更好的滿足施工要求，一種安全可靠的自由落鉤控制是非常必要的。
[0004]現有的履帶吊自由落鉤卷揚控制系統不具備良好剎車功能，其制動方式不可靠，且容易出現誤操作而導致安全事故。

【發明內容】

[0005]本發明提供一種起重機及其自由落鉤卷揚控制系統和方法，以解決現有技術中自由落鉤卷揚控制系統制動方式不可靠、容易出現誤操作而導致安全事故的問題。
[0006]為解決上述技術問題，本發明採用的一個技術方案是:提供一種自由落鉤卷揚控制系統，其特徵在於，包括:
[0007]油箱、恆壓油源、離合器、壓力比例閥、第一換向閥以及第二換向閥；
[0008]其中，所述離合器包括作用面積相等的雙作用液壓缸，所述作用面積相等的雙作用液壓缸包括缸體、活塞、第一油口、第二油口以及活塞杆，所述活塞將所述缸體分隔為第一腔體和第二腔體，所述第一油口和所述第二油口分別對應於所述第一腔體和所述第二腔體而開設於所述缸體的兩端，所述活塞杆和所述活塞連接，基於所述第一腔體和所述第二腔體的油壓產生縮回位移使所述離合器打開實現自由落鉤或產生推進位移使所述離合器接合實現剎車；
[0009]其中，所述壓力比例閥連接在所述恆壓油源與所述第二油口之間，以使得所述第二油口選擇地與所述恆壓油源或所述油箱接通；
[0010]其中，所述第二換向閥連接在所述恆壓油源與所述第一油口之間，以使得所述第一油口選擇地與所述恆壓油源或所述第二油口接通；
[0011]其中，所述第一換向閥連接在所述第二換向閥與所述第一油口之間，以使得所述第一油口選擇地與所述第二換向閥或所述油箱接通。
[0012]根據本發明一優選實施例，所述壓力比例閥、所述第一換向閥以及所述第二換向閥均包括第一工作狀態和第二工作狀態；
[0013]當所述第一換向閥由所述第一工作狀態切換到所述第二工作狀態使得所述第一油口與所述第二油口接通；且
[0014]當所述壓力比例閥由所述第一工作狀態切換到所述第二工作狀態使得所述第二油口與所述恆壓油源接通；且[0015]所述第二換向閥由所述第一工作狀態切換到所述第二工作狀態使得所述第一油口與所述恆壓油源接通時；
[0016]通過所述壓力比例閥由所述第二工作狀態切換到所述第一工作狀態使得所述第二油口與所述油箱接通以實現所述自由落鉤。
[0017]根據本發明一優選實施例，所述自由落鉤卷揚控制系統還包括:
[0018]壓力感應器，用於在通電後感應所述第一油口與所述第二油口之間的油壓；
[0019]自保持繼電器，用於在通電後且所述第一油口與所述第二油口之間的油壓達到所述壓力感應器的閉合壓力時閉合，使所述第二換向閥由所述第一工作狀態切換到所述第二工作狀態以使得所述第一油口與所述恆壓油源接通。
[0020]根據本發明一優選實施例，所述自由落鉤卷揚控制系統還包括:
[0021]開關；
[0022]供電單元；
[0023]導線，通過所述開關與所述供電單元連接；
[0024]其中，所述第一換向閥、所述第二換向閥、所述壓力感應器以及所述自保持繼電器連接於所述導線上，
[0025]所述開關斷開時，所述第一換向閥、所述第二換向閥、所述壓力感應器以及所述自保持繼電器均不通電，
[0026]所述開關閉合時，所述第一換向閥通電且由所述第一工作狀態切換到所述第二工作狀態，所述壓力感應器以及所述自保持繼電器通電。
[0027]根據本發明一優選實施例，所述離合器還包括:
[0028]殼體；
[0029]摩擦片，設於所述殼體內；
[0030]壓板，與所述活塞杆連接；以及
[0031]彈簧，設於所述殼體內，彈性作用於所述壓板上以使所述壓板和所述摩擦片保持預緊力。
[0032]根據本發明一優選實施例，所述自由落鉤卷揚控制系統還包括阻尼，所述阻尼連接在所述第一換向閥與所述油箱之間。
[0033]根據本發明一優選實施例，所述壓力比例閥為腳踏壓力比例閥。
[0034]為解決上述技術問題，本發明採用的另一個技術方案是:提供一種起重機，其特徵在於，所述起重機包括一述的自由落鉤卷揚控制系統。
[0035]為解決上述技術問題，本發明採用的另一個技術方案是:提供一種自由落鉤卷揚控制方法，所述自由落鉤卷揚控制方法基於上述的自由落鉤卷揚控制系統進行，包括以下步驟:
[0036]控制所述第一換向閥由所述第一工作狀態切換到所述第二工作狀態使得所述第一油口與所述第二油口接通；
[0037]控制所述壓力比例閥由所述第一工作狀態切換到所述第二工作狀態使得所述第二油口與所述恆壓油源接通；
[0038]控制所述第二換向閥由所述第一工作狀態切換到所述第二工作狀態使得所述第一油口與所述恆壓油源接通；[0039]控制所述壓力比例閥由所述第二工作狀態切換到所述第一工作狀態使得所述第二油口與所述油箱接通以實現所述自由落鉤。
[0040]根據本發明一優選實施例，在所述控制所述壓力比例閥由所述第二工作狀態切換到所述第一工作狀態使所述第二油口與所述油箱接通以實現所述自由落鉤的步驟之後，還包括步驟:
[0041]控制所述壓力比例閥由所述第一工作狀態切換到所述第二工作狀態使得所述第二油口與所述恆壓油源接通以實現所述剎車。
[0042]自由落鉤卷揚控制系統還包括阻尼，第一換向閥處於未得電狀態，且壓力比例閥處於未踩踏狀態、第二換向閥處於未得電狀態時，第一油口經阻尼與油箱接通。
[0043]本發明的有益效果是:區別於現有技術的情況，本發明提供的起重機及其自由落鉤卷揚控制系統和方法在各種工況下均有安全保障，即使出現誤操作也不會導致安全事故。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0044]為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖，其中:
[0045]圖1是根據本發明一優選實施例的自由落鉤卷揚控制系統的系統控制示意圖；
[0046]圖2是根據本發明一優選實施例的起重機的工況示意圖；
[0047]圖3是根據本發明另一優選實施例的起重機的工況示意圖；
[0048]圖4是根據本發明一優選實施例的自由落鉤卷揚控制方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0049]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
[0050]請參閱圖1，圖1是根據本發明一優選實施例的自由落鉤卷揚控制系統的系統控制示意圖。
[0051]如圖1所示，本發明一優選實施例提供的自由落鉤卷揚控制系統100主要包括油箱1、恆壓油源2、離合器3、壓力比例閥4、第一換向閥5、第二換向閥6、壓力感應器7、自保持繼電器8、阻尼9、開關10、供電單元13以及導線12。
[0052]其中，油箱I在圖1中分別示出了左右兩個，在實際產品中，油箱I可以是一個。
[0053]恆壓油源2用於向自由落鉤卷揚控制系統的油路提供壓力油。
[0054]離合器3設於捲筒11側端，離合器3包括作用面積相等的雙作用液壓缸31、殼體32、摩擦片33、壓板34以及彈簧35。
[0055]其中，作用面積相等的雙作用液壓缸31進一步包括缸體311、活塞312、第一油口313、第二油口 314以及活塞杆315。[0056]其中，活塞312將缸體311分隔為第一腔體316和第二腔體317，第一油口 313和第二油口 314分別對應於第一腔體316和第二腔體317開設於缸體311的兩端，活塞杆315和活塞312連接，基於第一腔體316和第二腔體317的油壓產生縮回位移使離合器3打開實現自由落鉤或產生推進位移使離合器3接合實現剎車。
[0057]具體地，當第一腔體316的油壓大於第二腔體317的油壓時，活塞312聯動活塞杆315及壓板34向右移動，產生縮回位移，使壓板34和摩擦片33分離，從而使離合器3打開實現自由落鉤；當第一腔體316的油壓小於第二腔體317的油壓時，活塞312聯動活塞杆315及壓板34向左移動，產生推進位移，使壓板34和摩擦片33壓緊，從而使離合器3接合實現剎車。
[0058]殼體32作為離合器3的主體外殼，用於裝配和收容摩擦片33、壓板34以及彈簧35等內部結構件。
[0059]摩擦片33設於殼體32內，用於調節減速機(圖未示)與捲筒11之間的傳動扭矩，從而實現捲筒11的自由落鉤與剎車。
[0060]壓板34與活塞杆315連接，隨著活塞杆315的位移而相應移動。
[0061]彈簧35設於殼體32內，彈簧35彈性作用於壓板34上以使壓板34和摩擦片33保持預緊力。
[0062]壓力比例閥4連接在恆壓油源2與第二油口 314之間，以使第二油口 314選擇地與恆壓油源2或油箱I接通。
[0063]第二換向閥6連接在恆壓油源2與第一油口 313之間，以使第一油口 313選擇地與恆壓油源2或第二油口 314接通。
[0064]第一換向閥5連接在第二換向閥6與第一油口 313之間，以使第一油口 313選擇地與第二換向閥6或油箱I接通。
[0065]具體而言，壓力比例閥4、第一換向閥5以及第二換向閥6均包括第一工作狀態和第二工作狀態。
[0066]在優選實施例中，壓力比例閥4可為腳踏壓力比例閥，壓力比例閥4對應的第一工作狀態和第二工作狀態分別是未踩踏狀態和踩踏狀態。
[0067]在優選實施例中，第一換向閥5和第二換向閥6可為本領域技術人員常用的電磁換向閥，第一換向閥5和第二換向閥6對應的第一工作狀態和第二工作狀態分別是不得電時的平行雙通狀態和得電時的交叉雙通狀態。
[0068]其中，第一換向閥5由第一工作狀態切換到第二工作狀態可使得第一油口 313經第二換向閥6與第二油口 314接通。
[0069]進一步，壓力比例閥4由第一工作狀態切換到第二工作狀態可使得第二油口 314經壓力比例閥4與恆壓油源2接通，即恆壓油源2同時向第一油口 313和第二油口 314供油。
[0070]進一步，第二換向閥6由第一工作狀態切換到第二工作狀態可使得第一油口 313經第一換向閥5、第二換向閥6與恆壓油源2接通。
[0071]再控制壓力比例閥4由第二工作狀態切換到第一工作狀態可使得第二油口 314直接與油箱I接通，開始回油，第一腔體316的油壓大於第二腔體317的油壓，實現自由落鉤。
[0072]壓力感應器7用於感應第一油口 313與第二油口 314之間的油壓。[0073]自保持繼電器8用於在第一油口 313與第二油口 314之間的油壓達到壓力感應器7的閉合壓力時閉合(即Kl閉合)，使第二換向閥6由第一工作狀態切換到第二工作狀態以使得第一油口 313與恆壓油源2接通。
[0074]阻尼9連接在第一換向閥5與油箱I之間，阻尼9可起到緩衝作用，在第一換向閥
5處於第二工作狀態時，第一腔體316經阻尼9回油箱I，可緩解衝力。
[0075]導線12通過開關10與供電單元13連接，其中，供電單元13可為蓄電池，第一換向閥5、第二換向閥6、壓力感應器7以及自保持繼電器8連接於導線上，其中:
[0076]開關10斷開時，第一換向閥5、第二換向閥6、壓力感應器7以及自保持繼電器8均不通電；
[0077]開關10閉合時，第一換向閥5通電且由第一工作狀態切換到第二工作狀態，壓力感應器7以及自保持繼電器8通電，而第二換向閥6將在自保持繼電器8閉合時(即Kl閉合)通電並由第一工作狀態切換到第二工作狀態。
[0078]本發明優選實施例提供的自由落鉤卷揚控制系統100在各種工況下均有安全保障，即使出現誤操作也不會導致安全事故，在實際操作中，可能的情況參見下表1，其中，O代表第一工作狀態，I代表第二工作狀態。
[0079]
【權利要求】
1.一種自由落鉤卷揚控制系統，其特徵在於，包括: 油箱(1)、恆壓油源(2)、離合器(3)、壓力比例閥(4)、第一換向閥(5)以及第二換向閥(6)； 其中，所述離合器(3)包括作用面積相等的雙作用液壓缸(31)，所述作用面積相等的雙作用液壓缸(31)包括缸體(311)、活塞(312)、第一油口(313)、第二油口(314)以及活塞杆(315)，所述活塞(312)將所述缸體(311)分隔為第一腔體(316)和第二腔體(317)，所述第一油口(313)和所述第二油口(314)分別對應於所述第一腔體(316)和所述第二腔體(317)而開設於所述缸體(311)的兩端，所述活塞杆(315)和所述活塞(312)連接，基於所述第一腔體(316)和所述第二腔體(317)的油壓產生縮回位移使所述離合器(3)打開實現自由落鉤或產生推進位移使所述離合器(3)接合實現剎車； 其中，所述壓力比例閥(4)連接在所述恆壓油源(2)與所述第二油口(314)之間，以使所述第二油口(314)選擇地與所述恆壓油源(2)或所述油箱(1)接通； 其中，所述第二換向閥(6)連接在所述恆壓油源(2)與所述第一油口(313)之間，以使所述第一油口(313)選擇地與所述恆壓油源(2)或所述第二油口(314)接通； 其中，所述第一換向閥(5)連接在所述第二換向閥(6)與所述第一油口(313)之間，以使所述第一油口(313)選擇地與所述第二換向閥(6)或所述油箱(1)接通。
2.根據權利要求1所述的自由落鉤卷揚控制系統，其特徵在於， 所述壓力比例閥(4)、所述第一換向閥(5)以及所述第二換向閥(6)均包括第一工作狀態和第二工作狀態； 當所述第一換向閥(5)由所述第一工作狀態切換到所述第二工作狀態使得所述第一油口(313)與所述第二油口(314)接通；且 當所述壓力比例閥(4)由所述第一工作狀態切換到所述第二工作狀態使得所述第二油口(314)與所述恆壓油源(2)接通；且 所述第二換向閥(6)由所述第一工作狀態切換到所述第二工作狀態使得所述第一油口(313)與所述恆壓油源(2)接通時； 通過所述壓力比例閥(4)由所述第二工作狀態切換到所述第一工作狀態使得所述第二油口(314)與所述油箱(1)接通以實現所述自由落鉤。
3.根據權利要求2所述的自由落鉤卷揚控制系統，其特徵在於，所述自由落鉤卷揚控制系統還包括: 壓力感應器(7)，用於感應所述第一油口(313)與所述第二油口(314)之間的油壓；自保持繼電器(8)，用於在所述第一油口(313)與所述第二油口(314)之間的油壓達到所述壓力感應器(7)的閉合壓力時閉合，使所述第二換向閥(6)由所述第一工作狀態切換到所述第二工作狀態以使得所述第一油口(313)與所述恆壓油源(2)接通。
4.根據權利要求3所述的自由落鉤卷揚控制系統，其特徵在於，所述自由落鉤卷揚控制系統還包括: 開關(10)； 供電單元(13)； 導線(12 )，通過所述開關(10 )與所述供電單元(11)連接； 其中，所述第一換向閥(5)、所述第二換向閥(6)、所述壓力感應器(7)以及所述自保持繼電器(8)連接於所述導線上， 所述開關(10)斷開時，所述第一換向閥(5)、所述第二換向閥(6)、所述壓力感應器(7)以及所述自保持繼電器(8 )均不通電， 所述開關(10)閉合時，所述第一換向閥(5)通電且由所述第一工作狀態切換到所述第二工作狀態，所述壓力感應器(7 )以及所述自保持繼電器(8 )通電。
5.根據權利要求1所述的自由落鉤卷揚控制系統，其特徵在於，所述離合器(3)還包括:
殼體(32)； 摩擦片(33)，設於所述殼體(32)內； 壓板(34 )，與所述活塞杆(315 )連接；以及 彈簧(35)，設於所述殼體(32)內，彈性作用於所述壓板(34)上以使所述壓板(34)和所述摩擦片(33)保持預緊力。
6.根據權利要求1所述的自由落鉤卷揚控制系統，其特徵在於，所述自由落鉤卷揚控制系統還包括阻尼(9)，所述阻尼(9)連接在所述第一換向閥(5)與所述油箱(1)之間。
7.根據權利要求1所述的自由落鉤卷揚控制系統，其特徵在於，所述壓力比例閥(4)為腳踏壓力比例閥。
8.—種起重機，其特徵在於，所述起重機包括權利要求1至7中任一項所述的自由落鉤卷揚控制系統。
9.一種自由落鉤卷揚控制方法，其特徵在於，所述自由落鉤卷揚控制方法基於權利要求I至7中任一項所述的自由落鉤卷揚控制系統進行，包括以下步驟: 控制所述第一換向閥(5)由所述第一工作狀態切換到所述第二工作狀態使得所述第一油口(313)與所述第二油口(314)接通； 控制所述壓力比例閥(4)由所述第一工作狀態切換到所述第二工作狀態使得所述第二油口(314)與所述恆壓油源(2)接通； 控制所述第二換向閥(6)由所述第一工作狀態切換到所述第二工作狀態使得所述第一油口(313)與所述恆壓油源(2)接通； 控制所述壓力比例閥(4)由所述第二工作狀態切換到所述第一工作狀態使得所述第二油口( 314 )與所述油箱(1)接通以實現所述自由落鉤。
10.根據權利要求9所述的自由落鉤卷揚控制方法，其特徵在於， 在所述控制所述壓力比例閥(4)由所述第二工作狀態切換到所述第一工作狀態使得所述第二油口(314)與所述油箱(1)接通以實現所述自由落鉤的步驟之後，還包括步驟:控制所述壓力比例閥(4)由所述第一工作狀態切換到所述第二工作狀態使所述第二油口(314)與所述恆壓油源(2)接通以實現所述剎車。
【文檔編號】B66D1/08GK103663221SQ201310676240
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月10日 優先權日:2013年12月10日
【發明者】李俊 申請人:中聯重科股份有限公司