一种大型抓钢机高效液压动臂节能系统技术方案

本发明专利技术公开了一种大型抓钢机高效液压动臂节能系统，解决了现有技术浪费能源，以及影响抓钢机在工作过程中的稳定性及使用寿命的问题。本发明专利技术包括主泵，分动箱，电动机，发动机，超级电容，交流发电机，马达，液压变量泵，换向阀，第一单向阀，电磁控制阀，第二单向阀，液压蓄能器，三位三通换向阀，三位四通换向阀，动臂液压缸，第一压力传感器，流量传感器，第二压力传感器，第三压力传感器，PLC控制器，行程传感器，第三单向阀和第四单向阀。本发明专利技术结构简单、设计科学合理，使用方便，能有效将抓钢机动臂势能进行回收利用，以节约能源，同时能有效防止抓钢机动臂运行时使油温升高，以提高抓钢机工作过程中的稳定性并延长其使用寿命。

An efficient energy saving system for hydraulic boom of large steel grabbing machine

The invention discloses a high efficiency hydraulic arm energy saving system for a large steel grabbing machine, which solves the problems of the existing technology waste energy, and the stability and service life of the steel machine in the working process. The invention includes main pump, motor, motor, engine, supercapacitor, alternator, motor, hydraulic variable pump, commutator valve, first direction valve, electromagnetic control valve, second one-way valve, hydraulic accumulator, three three way reversing valve, three position valve, hydraulic cylinder, first pressure sensor, flow The volume sensor, the second pressure sensor, the third pressure sensor, the PLC controller, the stroke sensor, the third check valve and the fourth check valve. The invention is simple in structure, scientific and reasonable in design and convenient in use. It can effectively recycle the potential energy of the steel maneuver arm to save energy. At the same time, it can effectively prevent the increase of oil temperature when the steel maneuver arm is running, in order to improve the stability of the working process and prolong the service life of the steel grasping machine.

【技术实现步骤摘要】
一种大型抓钢机高效液压动臂节能系统
本专利技术属于工程机械领域，具体涉及一种大型抓钢机高效液压动臂节能系统。
技术介绍
大型液压抓钢机动臂在工作过程中动作非常频繁，几乎每个工作循环都有动臂的升降动作，且动臂下放时主要是靠节流阀控制动臂的运动速度，抓钢机的抓取动作有着很强的周期性，且动臂机构是抓钢机的主要工作装置之一，在每个工作循环中，都会有动臂液压缸活塞杆的伸缩运动。在传统动臂液压系统中为了限定工作装置的下放速度，通常会在动臂缸液压油出口处添加节流阀，当动臂下降幅度较大时，会导致大量动臂势能在节流孔处转换为液压油的内能，这不仅造成大量的能量浪费，而且使整机系统的油温升高，影响抓钢机在工作过程中的稳定性及使用寿命。因此，需要对动臂进行能量回收，同时消除上述缺陷，动臂升降幅度存在较大差距，需要根据具体工况选择性进行能量回收，一般对于液压能的回收主要有两种方式，一种是以电容或者蓄电池为主要储能元件，另一种是以液压蓄能器为主要储能元件。对机械臂下放过程中，短时间内会有大量的液压能释放，故在采用电池的能量回收系统中，往往会因为能量吸收不充分而造成能量损失。另外，因为利用电池对能量进行回收过程中，由于存在着不同形式能量之间转换，这也对电气式能量回收系统的回收效率造成了一定的影响。同时，受电池功率密度的影响，在以电池为储能元件的系统中，使能量回收的速度受到限制。另一种节能方法是以液压蓄能器为主要储能元件，对机械臂下放动作中所释放的重力势能进行回收。与电池相比，液压蓄能器吸收能量速度较快，可在短时间内吸收大量的液压能，而且液压蓄能器回收能量不存在不同形式能量之间的转换问题，但是，由于蓄能器需要较大储存体积且较长保存时间，这中能量回收方式也存在局限。因此，设计一种大型抓钢机高效液压动臂节能系统，以准确、有效的实现抓钢机动臂势能的回收再利用，同时防止油温升高以提高抓钢机工作过程中的稳定性及延长其使用寿命，成为所属
技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种大型抓钢机高效液压动臂节能系统，解决现有技术抓钢机动臂势能不能回收利用从而浪费能源，以及动臂运行时使油温升高，影响抓钢机在工作过程中的稳定性及使用寿命的问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种大型抓钢机高效液压动臂节能系统，包括主泵，分动箱，电动机，发动机，超级电容，交流发电机，马达，液压变量泵，换向阀，第一单向阀，电磁控制阀，第二单向阀，液压蓄能器，三位三通换向阀，三位四通换向阀，动臂液压缸，第一压力传感器，流量传感器，第二压力传感器，第三压力传感器，PLC控制器，行程传感器，第三单向阀和第四单向阀；所述分动箱分别与所述主泵、所述电动机和所述发动机连接，所述电动机和所述发动机分别通过所述分动箱以驱动所述主泵运行，所述主泵与所述换向阀管道连接，并且在所述主泵与所述换向阀连接的管道上从所述主泵至所述换向阀的方向依次设有所述第三单向阀、所述第二压力传感器和所述第一单向阀，所述换向阀、所述液压变量泵、所述马达、所述三位三通换向阀、所述三位四通换向阀和所述动臂液压缸依次连接，所述马达、所述交流发电机、所述超级电容和所述电动机依次连接，所述换向阀与所述三位三通换向阀管道连接，并且在所述换向阀与所述三位三通换向阀连接的管道上从所述换向阀至所述三位三通换向阀的方向依次设有所述第二单向阀和所述液压蓄能器，所述马达与所述三位四通换向阀管道连接，并且所述马达与所述三位四通换向阀连接的管道上从所述马达至所述三位四通换向阀的方向依次设有第一压力传感器、流量传感器、第四单向阀和电磁控制阀；所述PLC控制器分别与所述主泵、所述电动机、所述发动机、所述超级电容、所述交流发电机、所述马达、所述液压变量泵、所述换向阀、所述电磁控制阀、所述液压蓄能器、所述三位三通换向阀、所述三位四通换向阀、所述动臂液压缸、所述第一压力传感器、所述流量传感器和所述第二压力传感器功能连接。进一步地，所述主泵、所述液压变量泵、所述三位三通换向阀和所述电磁控制阀分别与油箱连接。进一步地，所述液压蓄能器上设有用于检测所述液压蓄能器液压的第三压力传感器，所述第三压力传感器与所述PLC控制器功能连接。进一步地，所述动臂液压缸的有杆腔设有用于检测动臂液压缸行程的行程传感器，所述行程传感器与所述PLC控制器功能连接。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术结构简单、设计科学合理，使用方便，能有效将抓钢机动臂势能进行回收利用，以节约能源，同时能有效防止抓钢机动臂运行时使油温升高，以提高抓钢机工作过程中的稳定性并延长其使用寿命。(2)本专利技术基于液压蓄能器和超级电容的共同作用下实现节能，相对于单一的蓄能器回收液压能存在的局限，加入能量转化元件和储能元件，使得能量回收效果更佳明显。与原有系统相比有着明显的进步。此外，由于抓钢机实际工况中存在动臂升降差异较大的情况，采用PLC控制器控制系统运行，进行选择性的能量回收，能最大限度的发挥本系统的作用。附图说明图1为本专利技术结构示意图。其中，附图标记对应的名称为：1-主泵、2-分动箱、3-电动机、4-发动机、5-超级电容、6-交流发电机、7-马达、8-液压变量泵、9-换向阀、10-第一单向阀、11-电磁控制阀、12-第二单向阀、13-液压蓄能器、14-三位三通换向阀、15-三位四通换向阀、16-动臂液压缸、17-第一压力传感器、18-流量传感器、19-第二压力传感器、20-第三压力传感器、21-PLC控制器、22-行程传感器、23-第三单向阀、24-第四单向阀。具体实施方式下面结合附图说明和实施例对本专利技术作进一步说明，本专利技术的方式包括但不仅限于以下实施例。如图1所示，本专利技术提供的一种大型抓钢机高效液压动臂节能系统，结构简单、设计科学合理，使用方便，能有效将抓钢机动臂势能进行回收利用，以节约能源，同时能有效防止抓钢机动臂运行时使油温升高，以提高抓钢机工作过程中的稳定性并延长其使用寿命。本专利技术包括主泵1，分动箱2，电动机3，发动机4，超级电容5，交流发电机6，马达7，液压变量泵8，换向阀9，第一单向阀10，电磁控制阀11，第二单向阀12，液压蓄能器13，三位三通换向阀14，三位四通换向阀15，动臂液压缸16，第一压力传感器17，流量传感器18，第二压力传感器19，第三压力传感器20，PLC控制器21，行程传感器22，第三单向阀23和第四单向阀24。所述分动箱2分别与所述主泵1、所述电动机3和所述发动机4连接，所述电动机3和所述发动机4分别通过所述分动箱2以驱动所述主泵1运行，所述主泵1与所述换向阀9管道连接，并且在所述主泵1与所述换向阀9连接的管道上从所述主泵1至所述换向阀9的方向依次设有所述第三单向阀23、所述第二压力传感器19和所述第一单向阀10，所述换向阀9、所述液压变量泵8、所述马达7、所述三位三通换向阀14、所述三位四通换向阀15和所述动臂液压缸16依次连接，所述马达7、所述交流发电机6、所述超级电容5和所述电动机3依次连接，所述换向阀9与所述三位三通换向阀14管道连接，并且在所述换向阀9与所述三位三通换向阀14连接的管道上从所述换向阀9至所述三位三通换向阀14的方向依次设有所述第二单向阀12和所述液压蓄能器13，所述马达7与所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大型抓钢机高效液压动臂节能系统，其特征在于：包括主泵(1)，分动箱(2)，电动机(3)，发动机(4)，超级电容(5)，交流发电机(6)，马达(7)，液压变量泵(8)，换向阀(9)，第一单向阀(10)，电磁控制阀(11)，第二单向阀(12)，液压蓄能器(13)，三位三通换向阀(14)，三位四通换向阀(15)，动臂液压缸(16)，第一压力传感器(17)，流量传感器(18)，第二压力传感器(19)，第三压力传感器(20)，PLC控制器(21)，行程传感器(22)，第三单向阀(23)和第四单向阀(24)；所述分动箱(2)分别与所述主泵(1)、所述电动机(3)和所述发动机(4)连接，所述电动机(3)和所述发动机(4)分别通过所述分动箱(2)以驱动所述主泵(1)运行，所述主泵(1)与所述换向阀(9)管道连接，并且在所述主泵(1)与所述换向阀(9)连接的管道上从所述主泵(1)至所述换向阀(9)的方向依次设有所述第三单向阀(23)、所述第二压力传感器(19)和所述第一单向阀(10)，所述换向阀(9)、所述液压变量泵(8)、所述马达(7)、所述三位三通换向阀(14)、所述三位四通换向阀(15)和所述动臂液压缸(16)依次连接，所述马达(7)、所述交流发电机(6)、所述超级电容(5)和所述电动机(3)依次连接，所述换向阀(9)与所述三位三通换向阀(14)管道连接，并且在所述换向阀(9)与所述三位三通换向阀(14)连接的管道上从所述换向阀(9)至所述三位三通换向阀(14)的方向依次设有所述第二单向阀(12)和所述液压蓄能器(13)，所述马达(7)与所述三位四通换向阀(15)管道连接，并且所述马达(7)与所述三位四通换向阀(15)连接的管道上从所述马达(7)至所述三位四通换向阀(15)的方向依次设有第一压力传感器(17)、流量传感器(18)、第四单向阀(24)和电磁控制阀(11)；所述PLC控制器(21)分别与所述主泵(1)、所述电动机(3)、所述发动机(4)、所述超级电容(5)、所述交流发电机(6)、所述马达(7)、所述液压变量泵(8)、所述换向阀(9)、所述电磁控制阀(11)、所述液压蓄能器(13)、所述三位三通换向阀(14)、所述三位四通换向阀(15)、所述动臂液压缸(16)、所述第一压力传感器(17)、所述流量传感器(18)和所述第二压力传感器(19)功能连接。...

【技术特征摘要】
1.一种大型抓钢机高效液压动臂节能系统，其特征在于：包括主泵(1)，分动箱(2)，电动机(3)，发动机(4)，超级电容(5)，交流发电机(6)，马达(7)，液压变量泵(8)，换向阀(9)，第一单向阀(10)，电磁控制阀(11)，第二单向阀(12)，液压蓄能器(13)，三位三通换向阀(14)，三位四通换向阀(15)，动臂液压缸(16)，第一压力传感器(17)，流量传感器(18)，第二压力传感器(19)，第三压力传感器(20)，PLC控制器(21)，行程传感器(22)，第三单向阀(23)和第四单向阀(24)；所述分动箱(2)分别与所述主泵(1)、所述电动机(3)和所述发动机(4)连接，所述电动机(3)和所述发动机(4)分别通过所述分动箱(2)以驱动所述主泵(1)运行，所述主泵(1)与所述换向阀(9)管道连接，并且在所述主泵(1)与所述换向阀(9)连接的管道上从所述主泵(1)至所述换向阀(9)的方向依次设有所述第三单向阀(23)、所述第二压力传感器(19)和所述第一单向阀(10)，所述换向阀(9)、所述液压变量泵(8)、所述马达(7)、所述三位三通换向阀(14)、所述三位四通换向阀(15)和所述动臂液压缸(16)依次连接，所述马达(7)、所述交流发电机(6)、所述超级电容(5)和所述电动机(3)依次连接，所述换向阀(9)与所述三位三通换向阀(14)管道连接，并且在所述换向阀(9)与所述三位三通换向阀(14)连接的管道上从所述换向阀(9)至所述三位三通换向阀(14)的方向依次设有所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜韵琪，胥云，石艳，廖映华，李志荣，林椿松，
申请(专利权)人：四川理工学院，
类型：发明
国别省市：四川,51