工程机械变幅机构的液压控制系统

摘要

一种工程机械变幅机构的液压控制系统，包括与液压油箱连通的液压油泵；与液压油泵连通的第一换向阀和第二换向阀；与第一换向阀连通的第一双单向节流阀；控制油口分别与第一双单向节流阀连通的第一液控单向阀和第二液控单向阀；与第二换向阀连通的第二双单向节流阀；与第二双单向节流阀、第一液控单向阀和第二液控单向阀连通的双向平衡阀；与第一液控单向阀和第二液控单向阀连通的液压油缸；与液压油缸连通的第一节流截止阀、第一溢流阀、第二节流截止阀、第二溢流阀、第一单向阀和第二单向阀；出油口与液压油缸的无杆腔和有杆腔连通，进油口与第一节流截止阀、第二节流截止阀、第一溢流阀和第二溢流阀的出油口连通的第三单向阀和第四单向阀。

权利要求

1.一种工程机械变幅机构的液压控制系统，其特征在于，包括进油口与液压油箱（1）连通的液压油泵（2）；进油口与所述液压油泵（2）的出油口连通的第一换向阀（9）和第二换向阀（6）；与所述第一换向阀（9）的两工作油口连通的第一双单向节流阀（10）；控制油口分别与所述第一双单向节流阀（10）连通的第一液控单向阀（13.1）和第二液控单向阀（13.2）；分别与所述第二换向阀（6）的两工作油口连通的第二双单向节流阀（7）；与所述第二双单向节流阀（7）、第一液控单向阀（13.1）和第二液控单向阀（13.2）连通的双向平衡阀（8）；至少一个无杆腔和有杆腔分别与第一液控单向阀（13.1）和第二液控单向阀（13.2）连通的液压油缸（16.1）；进油口与所述液压油缸（16.1）的无杆腔连通，出油口与液压油箱（1）连通的第一节流截止阀（15.1）和第一溢流阀（14.1）；进油口与所述液压油缸（16.1）的有杆腔连通，出油口与液压油箱（1）连通的第二节流截止阀（15.2）和第二溢流阀（14.2）；出油口分别与所述液压油缸（16.1）的无杆腔和有杆腔连通，进油口分别与液压油箱（1）连通的第一单向阀（17.1）和第二单向阀（17.2）；出油口分别与所述液压油缸（16.1）的无杆腔和有杆腔连通，进油口与第一节流截止阀（15.1）、第二节流截止阀（15.2）、第一溢流阀（14.1）和第二溢流阀（14.2）的出油口连通的第三单向阀（18.1）和第四单向阀（18.2）。

2.根据权利要求1所述的工程机械变幅机构的液压控制系统，其特征在于，还包括与所述双向平衡阀（8）和第一液控单向阀（13.1）连通的第一防爆阀（12.1）；与所述双向平衡阀（8）和第二液控单向阀（13.2）连通的第二防爆阀（12.2）。

3.根据权利要求1所述的工程机械变幅机构的液压控制系统，其特征在于，还包括进油口与所述液压油泵（2）的出油口连通的第五单向阀（19）。

4.根据权利要求1所述的工程机械变幅机构的液压控制系统，其特征在于，还包括与所述液压油泵（2）的出油口连通的第三溢流阀（3）。

5.根据权利要求1所述的工程机械变幅机构的液压控制系统，其特征在于，还包括与所述第一换向阀（9）和第二换向阀（6）的进油口连通的压力继电器（11）和/或压力表（20）。

6.根据权利要求1所述的工程机械变幅机构的液压控制系统，其特征在于，还包括与所述第一换向阀（9）和第二换向阀（6）的回油口连通的冷却器（5）。

7.根据权利要求1所述的工程机械变幅机构的液压控制系统，其特征在于，还包括设置于所述第一换向阀（9）和第二换向阀（6）的回油管道上的过滤器（4）。

8.根据权利要求1所述的工程机械变幅机构的液压控制系统，其特征在于，还包括与液压油箱（1）连接的目视的液位计，温度计，检查液压油箱（1）的液位的液位传感器，检查液压油箱（1）油温的温度传感器，与大气相连的空气滤清器。

说明书

工程机械变幅机构的液压控制系统

技术领域

[0001] 本发明涉及工程机械的液压控制技术领域，尤其是涉及一种工程机械变幅机构的液压控制系统。

背景技术

[0002] 工程机械变幅机构在工作装置作业时，其执行机构液压缸和马达常处于闭锁状态，承受负载较大。较高的压力易导致液压油泄漏，外泄漏会造成油液浪费，污染环境，危及人身安全或造成火灾；内泄漏会引起系统性能不稳定，如使压力、流量不正常，严重时将造成停产。变幅机构液压缸因载荷大或自重作用，会出现自行下落或下落时超速失控现象。为防止该种情况发生造成安全事故，要求不能无控制自动缩回，必须在液压系统中设置限速措施, 以调整工作部件的下落速度, 并设置保证下降装置在任意位置上能被锁定的锁紧液压回路。

[0003] 图1是现有技术中采用单向节流阀的限速锁紧回路原理图，上升时，换向阀左位工作, 压力油经换向阀左位，通过单向阀流入液压缸无杆腔, 推动机构工作。换向阀右位工作时, 压力油进入有杆腔, 因重力向下作用, 使机构有超速下降趋势, 但由于此时无杆腔回油只能经节流阀回油箱, 产生节流压力以平衡重力作用。只要回油路能产生足够的背压, 就能防止重力超速现象的发生。

[0004] 这种限速方法较简单,但下降速度随载荷大小变化，载荷大，则下降速度快，反之，则下降速度慢，因此下降速度不够稳定。而且静止作业时，因换向阀渗漏，不能保证长时间锁紧定位。仅仅适用于锁紧和限速要求不严的场合。

[0005] 使用单向节流阀的回路重物下降速度受载荷大小的影响，而使用平衡阀的液压回路可以克服该弊病，限速稳定。如图2所示现有技术中使用平衡阀的限速锁紧回路原理图，当重物下降时，在液压缸回油腔建立起一定压力，从而保证了下降速度的稳定性不受载荷变化的影响。而且由于这种平衡阀具有很好的密封性，因此能起到长时间的锁闭定位作用。

[0006] 然而现有技术中的限速锁紧回路不具有防管道破裂功能，在高压软管突爆时，油缸会产生俯仰，带来安全问题；油缸的制动、调速、换向等控制功能也不完善。

发明内容

[0007] 为了克服现有技术的缺陷，本发明解决的技术问题在于：提供一种能有效控制变幅机构平稳升降，具有制动、调速、无动力复位等控制功能的工程机械变幅机构的液压控制系统。

[0008] 为了解决上述技术问题，本发明提供一种工程机械变幅机构的液压控制系统，包括进油口与液压油箱连通的液压油泵；进油口与所述液压油泵的出油口连通的第一换向阀和第二换向阀；与所述第一换向阀的两工作油口连通的第一双单向节流阀；控制油口分别与所述第一双单向节流阀连通的第一液控单向阀和第二液控单向阀；分别与所述第二换向阀的两工作油口连通的第二双单向节流阀；与所述第二双单向节流阀、第一液控单向阀和第二液控单向阀连通的双向平衡阀；至少一个无杆腔和有杆腔分别与第一液控单向阀和第二液控单向阀连通的液压油缸；进油口与所述液压油缸的无杆腔连通，出油口与液压油箱连通的第一节流截止阀和第一溢流阀；进油口与所述液压油缸的有杆腔连通，出油口与液压油箱连通的第二节流截止阀和第二溢流阀；出油口分别与所述液压油缸的无杆腔和有杆腔连通，进油口分别与液压油箱连通的第一单向阀和第二单向阀；出油口分别与所述液压油缸的无杆腔和有杆腔连通，进油口与第一节流截止阀、第二节流截止阀、第一溢流阀和第二溢流阀的出油口连通的第三单向阀和第四单向阀。

[0009] 作为进一步改进技术方案，本发明提供的工程机械变幅机构的液压控制系统，还包括与所述双向平衡阀和第一液控单向阀连通的第一防爆阀；与所述双向平衡阀和第二液控单向阀连通的第二防爆阀。系统回路中设有防爆阀，当高压软管突爆时，对液压油缸的无杆腔和有杆腔的出油进行锁止，避免液压油缸产生俯仰动作，避免安全事故的发生。

[0010] 作为进一步改进技术方案，本发明提供的工程机械变幅机构的液压控制系统，还包括进油口与所述液压油泵的出油口连通的第五单向阀。

[0011] 作为进一步改进技术方案，本发明提供的工程机械变幅机构的液压控制系统，还包括与所述液压油泵的出油口连通的第三溢流阀。

[0012] 作为进一步改进技术方案，本发明提供的工程机械变幅机构的液压控制系统，还包括与所述第一换向阀和第二换向阀的进油口连通的压力继电器和/或压力表。

[0013] 作为进一步改进技术方案，本发明提供的工程机械变幅机构的液压控制系统，还包括与所述第一换向阀和第二换向阀的回油口连通的冷却器。

[0014] 作为进一步改进技术方案，本发明提供的工程机械变幅机构的液压控制系统，还包括设置于所述第一换向阀和第二换向阀的回油管道上的过滤器。

[0015] 作为进一步改进技术方案，本发明提供的工程机械变幅机构的液压控制系统，还包括与液压油箱连接的目视的液位计，温度计，检查液压油箱的液位的液位传感器，检查液压油箱油温的温度传感器，与大气相连的空气滤清器。

[0016] 在不冲突的情况下，上述改进技术方案可单独或组合实施。

[0017] 本发明提供的技术方案，可通过第二双单向节流阀、双向平衡阀限制液压油缸的回油速度，使变幅机构运动的速度得到稳定，且不受负载变化的影响；在油缸静止工况下，液控单向阀关闭，使油缸在静止工况下能长时间保持压力稳定；当液压油缸在变换工作状态时，设有溢流阀可避免工程机械变幅机构在换向过程中，产生液压冲击，出现过高的系统压力，换向阀因带有时间延时器，可以延长换向阀的换向时间，从而保护液压系统，延长元器件的使用寿命；当液压系统出现系统失压或液压油泵损坏等紧急情况下，可缓慢开启第一节流截止阀或第二节流截止阀，实现工程机械变幅机构的复位。

附图说明

[0018] 附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

[0019] 图1是现有技术采用单向节流阀的限速锁紧回路原理图；

[0020] 图2是现有技术使用平衡阀的限速锁紧回路原理图；

[0021] 图3是实施例1工程机械变幅机构的液压控制系统原理图；

[0022] 图4是实施例2工程机械变幅机构的液压控制系统原理图。

具体实施方式

[0023] 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

[0024] 实施例1:

[0025] 如图3所示的工程机械变幅机构的液压控制系统，包括液压油箱1；进油口与液压油箱1连通的液压油泵2；进油口与液压油泵2的出油口连通的第一换向阀9和第二换向阀6；与第一换向阀9的两工作油口连通的第一双单向节流阀10；控制油口分别与第一双单向节流阀10连通的第一液控单向阀13.1和第二液控单向阀13.2；分别与第二换向阀6的两工作油口连通的第二双单向节流阀7；与第二双单向节流阀7连通的双向平衡阀8；分别与双向平衡阀和第一液控单向阀13.1连通的第一防爆阀12.1；分别与双向平衡阀和第二液控单向阀
13.2连通的第二防爆阀12.2；至少一个无杆腔和有杆腔分别与第一液控单向阀13.1和第二液控单向阀13.2连通的液压油缸16.1；进油口与液压油缸16.1的无杆腔连通，出油口与液压油箱1连通的第一节流截止阀15.1和第一溢流阀14.1；进油口与所述液压油缸16.1的有杆腔连通，出油口与液压油箱1连通的第二节流截止阀15.2和第二溢流阀14.2；出油口分别与所述液压油缸16.1的无杆腔和有杆腔连通，进油口分别与液压油箱1连通的第一单向阀
17.1和第二单向阀17.2；出油口分别与液压油缸16.1的无杆腔和有杆腔连通，进油口与第一节流截止阀15.1、第二节流截止阀15.2、第一溢流阀14.1和第二溢流阀14.2的出油口连通的第三单向阀18.1和第四单向阀18.2。

[0026] 可选地，工程机械变幅机构的液压控制系统还包括进油口与液压油泵2的出油口连通，出油口与第一换向阀9和第二换向阀6连通的第五单向阀19。

[0027] 可选地，工程机械变幅机构的液压控制系统还包括进油口与液压油泵2连通，出油口与液压油箱1连通的第三溢流阀3。

[0028] 可选地，工程机械变幅机构的液压控制系统还包括与第一换向阀9和第二换向阀6的进油口连通的压力继电器11和压力表20。

[0029] 可选地，工程机械变幅机构的液压控制系统还包括与第一换向阀9和第二换向阀6的回油口连通的冷却器5；与冷却器5连通的过滤器4。

[0030] 工作原理：工作过程中，第一换向阀9的YV3和第二换向阀6的YV1同时得电或失电，第一换向阀9的YV4和第二换向阀6的YV2同时失电或得电。当第一换向阀9的YV3和第二换向阀6的YV1同时得电，第一换向阀9的YV4和第二换向阀6的YV2同时失电时，第一换向阀9向第一双单向节流阀10的右侧（面向视图方向，下同）供油，第一双单向节流阀10的左侧与回油管路连通，第二液控单向阀13.2被控制油打开，第一液控单向阀13.1关闭。第二换向阀6向第二双单向节流阀7右侧的单向节流阀供油，第二双单向节流阀7左侧的单向节流阀与回油管路连通，液压油依次经第二双单向节流阀7右侧的单向阀和节流阀、双向平衡阀8右侧的单向阀、第一防爆阀12.1、第一液控单向阀13.1后，向液压油缸16.1的无杆腔供油；双向平衡阀8左侧的顺序阀被打开，液压油缸16.1的有杆腔内液压油，依次经第二液控单向阀13.2、第二防爆阀12.2、双向平衡阀8左侧的顺序阀、第二双单向节流阀7的左侧可调节流阀、第二换向阀6的回油口后流回油箱。第二双单向节流阀7、双向平衡阀8限制液压油缸
16.1有杆腔的回油速度，使变幅机构运动的速度得到限制和稳定，且能长时间锁闭定位在任意位置。

[0031] 当第一换向阀9的YV3和第二换向阀6的YV1同时失电，第一换向阀9的YV4和第二换向阀6的YV2同时得电时，第一换向阀9向第一双单向节流阀10的左侧（面向视图方向，下同）供油，第一双单向节流阀10的右侧与回油管路连通，第一液控单向阀13.1被控制油打开，第二液控单向阀13.2关闭。第二换向阀6向第二双单向节流阀7的左侧供油，第二双单向节流阀7的右侧与回油管路连通，液压油依次经第二双单向节流阀7左侧的单向阀和节流阀、双向平衡阀8左侧的单向阀、第二防爆阀12.2、第二液控单向阀13.2后，向液压油缸16.1的有杆腔供油；双向平衡阀8右侧的顺序阀被打开，液压油缸16.1的无杆腔内液压油，依次经第一液控单向阀13.1、第一防爆阀12.1、双向平衡阀8右侧的顺序阀、第二双单向节流阀7右侧的可调节流阀、第二换向阀6的回油口后流回油箱。在油缸在静止工况下，第一液控单向阀13.1、第二液控单向阀13.2关闭，使油缸在静止工况下保持压力稳定。

[0032] 当液压油缸16.1的活塞杆收缩过程停止时，第二液控单向阀13.2停止向液压油缸16.1的有杆腔进油，第一液控单向阀13.1关闭，无杆腔停止出油，此时在惯性及工程机械变幅机构的自重影响下，无杆腔内的油压继续升高，有杆腔内出现真空，此时，第一溢流阀
14.1泄压，第二单向阀17.2从液压油箱1内吸油。

[0033] 当液压油缸16.1的活塞杆伸出过程停止时，第一液控单向阀13.1停止向液压油缸16.1的无杆腔进油，第二液控单向阀13.2关闭，有杆腔停止出油，此时在惯性影响下，有杆腔内的油压继续升高，无杆腔内出现真空，此时，第二溢流阀14.2泄压，第一单向阀17.1从液压油箱1内吸油。通过第一溢流阀14.1或第二溢流阀14.2泄压后，避免工程机械变幅机构在换向过程中，出现过高的系统压力，从而保护液压系统，延长元器件的使用寿命。达到快速制动。

[0034] 当液压系统出现紧急情况下，例如突然失压，为保障工程机械变幅机构的安全复位，可缓慢开启第一节流截止阀15.1或第二节流截止阀15.2，使液压油缸16.1的无杆腔或有杆腔内的液压油流出，此时，液压油缸16.1的有杆腔或无杆腔产生真空，有杆腔产生真空时，通过第二单向阀17.2从液压油箱1内吸油，或第四单向阀18.2从第一节流截止阀15.1回油管或液压油箱1内吸油，无杆腔产生真空时，通过第一单向阀17.1从液压油箱1内吸油，或第三单向阀18.1从第二节流截止阀15.2回油管或液压油箱1内吸油。实现工程机械变幅机构的复位。

[0035] 第三溢流阀3为电磁溢流阀，在系统中起安全阀作用，当液压油泵2出口压力过高时启动泄压，可对系统过载进行保护。

[0036] 第五单向阀19在系统中起保所液压泵的作用，防止系统中的油液进入液压泵。

[0037] 系统回路中设有第一防爆阀12.1和第二防爆阀12.2。当高压软管突爆时，对液压油缸16.1的无杆腔和有杆腔的出油进行锁止，避免液压油缸16.1产生俯仰动作，避免安全事故的发生。

[0038] 压力继电器11在负载突然变化时，发出报警信号。

[0039] 实施例2，如图4所示，工程机械变幅机构设有二个并联的液压油缸16.1和第二液压油缸16.2，由第三防爆阀12.3、第四防爆阀12.4、第三液控单向阀13.3、第四液控单向阀13.4、第三节流截止阀15.3、第四节流截止阀15.4、及溢流阀、单向阀等组成的第二液压油缸16.2的控制元器件与液压油缸16.1的控制元器件相同，连接方式也相同，从整个系统来看，液压油缸16.1和第二液压油缸16.2及其控制回路，两者为并联关系。其控制过程与原理和实施例1相同，不再详述。

[0040] 显然，本发明不限于以上优选实施方式，还可在本发明权利要求和说明书限定的精神内，进行多种形式的变换和改进，能解决同样的技术问题，并取得预期的技术效果，故不重述。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接或联想到的所有方案，只要在权利要求限定的精神之内，也属于本发明的保护范围。