一种张力绞车的液压控制系统及其方法技术方案

本申请公开一种张力绞车的液压控制系统及其方法。该张力绞车为被试绞车提供加载功能，与被试绞车通过缆绳连接。张力绞车可回收、释放绳索，并使其速度自动跟随被试绞车，保持缆绳张力在用户设定张力附近。该张力绞车的液压系统包括大张力控制回路、小张力控制回路、以及排缆控制回路。该液压系统在设定张力较小时采用小张力控制回路，保证小张力控制的精度以及最大速度要求；在设定张力较大时采用大张力控制回路，通过控制变量泵来自动适应被试绞车的速度，达到节能的效果；排缆控制回路与排缆机构的接近开关相关联，起到排缆作用。

Hydraulic control system of tension winch and method thereof

The invention discloses a hydraulic control system of a tension winch and a method thereof. The tension winch provides the loading function for the test winch and is connected with the test winch through a cable. The tension winch can recover and release the rope, and speed it automatically follow the test winch, and maintain the cable tension near the user's setting tension. The hydraulic system of the tension winch includes a large tension control loop, a small tension control loop, and a cable control loop. The hydraulic system in the setting of tension is small with small tension control loop, ensure the precision of tension control and maximum speed requirements; the tension control loop in the setting of tension, by controlling the variable pump to automatically adapt to the windlass speed, to achieve energy saving effect; associated with the proximity switch control circuit and discharge cable arrangement cable to cable arrangement mechanism, function.

【技术实现步骤摘要】
一种张力绞车的液压控制系统及其方法
本专利技术涉及一种张力绞车的液压控制系统及其方法，更具体地说涉及一种能够切换大、小张力模式，能够使加载张力保持在用户设定张力附近，并具有一定节能性的张力绞车液压系统及其方法。
技术介绍
液压系统是一种以液压油为工作介质，基于帕斯卡原理进行工作的一种系统，主要由液压泵，液压阀，液压马达及附件等组成。绞车是一种用卷筒缠绕钢丝绳或链条提升或牵引重物的工业设备，又称卷扬机。绞车广泛运用于矿井提升、海工装备等领域。张力绞车是一种为被试绞车提供缆绳负载力的装置。被试绞车的绳索经过转盘与张力绞车相连。张力绞车保证在回收和释放时绳索的张力稳定在用户设定值附近。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种为被试绞车加载用户设定张力的张力绞车液压系统，用以解决缆绳大张力的低速稳定性和高速节能性问题，以及小张力时的控制精度问题。本专利技术的张力绞车的液压控制系统包括小张力控制回路、大张力控制回路、排缆控制回路、手动换挡变速箱和缆绳卷筒；大张力控制回路和小张力控制回路由手动换挡变速箱切换选择，通过手动换挡变速箱分别驱动缆绳卷筒；排缆控制回路通过定量马达C(22)驱动丝杆，带动排缆机构工作；所述的小张力控制回路包括定量泵A、比例方向阀A、比例溢流阀A、比例溢流阀B、定量马达A、补油单向阀A、安全阀A；比例方向阀A的主进油口分别与定量泵A、比例溢流阀A相连,比例方向阀A的主回油口与比例溢流阀B相连，比例方向阀A的工作油口与定量马达A构成小张力工作回路，比例溢流阀A通过补油单向阀A与小张力工作回路相连，安全阀A与小张力工作回路相连；所述的大张力控制回路包括压力流量均可控制的变量泵、比例方向阀B、比例溢流阀C、比例溢流阀D、定量马达B、补油单向阀B、安全阀B；比例方向阀B的主进油口分别与变量泵、比例溢流阀C相连,比例方向阀B的主回油口与比例溢流阀D相连，比例方向阀B的工作油口与定量马达B构成大张力工作回路，比例溢流阀C通过补油单向阀B与大张力工作回路相连，安全阀B与大张力工作回路相连；所述的排缆控制回路包括定量泵B、比例溢流阀E、比例方向阀C、定量马达C以及蓄能器；该排缆控制回路与排缆机构的接近开关相连。比例方向阀C的主进油口分别与定量泵B、比例溢流阀E、蓄能器相连，比例方向阀C的主回油口与油箱相连，比例方向阀C的工作油口与定量马达C构成排缆工作回路。所述的张力绞车的液压控制系统的控制方法如下：通过拨动齿轮变速箱选择大张力控制回路或小张力制回路，当需要由大张力控制回路换至小张力控制回路时，小张力控制回路的比例溢流阀A设定为一较小值，比例方向阀A的开度设定为一较小值；此时定量马达A以低转速运转，拨动齿轮变速箱的手动拨叉，即可换至小张力模式；当需要由小张力控制回路换至大张力控制回路时，大张力回路的比例溢流阀C设定为一较小值，比例方向阀B的开度设定为一较小值，变量泵的排量和压力设定为较小值，此时定量马达B以低转速运转，拨动齿轮变速箱的手动拨叉，即可换至大张力模式；当控制系统处于小张力回收模式时，首先系统进入回收张紧工况，在回收张紧工况下，比例溢流阀A根据设定张力给定一开环信号，比例方向阀A给定一个较小的开度，张力绞车张紧缆绳，当缆绳张力增大至设定张力值附近时，系统进入回收速度跟随工况，在回收速度跟随工况下，比例溢流阀A的压力设定信号由两部分相加得到，一部分是由设定张力计算得到的开环压力信号，另一部分是控制器根据设定张力和实际张力得到的PI控制量；比例方向阀A的开度根据缆绳速度被分为几档，缆绳速度越高，比例方向阀A的开度档位越高，开度越大；此时比例溢流阀B设定一较小的恒定信号；当控制系统处于小张力释放模式时，首先系统进入释放张紧工况，在释放张紧工况下，比例溢流阀A的压力信号设定为一较小的恒定值；比例方向阀A开度设定为一较小值；比例溢流阀B根据设定张力给定一开环信号，在释放速度跟随工况下，比例溢流阀A的压力信号设定为一较小的恒定值；比例方向阀A的开度根据缆绳速度被分为几档，缆绳速度越高，比例方向阀A的开度档位越高，开度越大；比例溢流阀B的压力设定信号由两部分相加，一部分是由设定张力计算得到的开环压力信号，另一部分是控制器根据设定张力和实际张力得到的PI控制量；当控制系统处于大张力回收模式时，首先系统进入回收张紧工况，在回收张紧工况下，压力流量均可控制的变量泵以恒定的流量驱动马达，比例溢流阀C及变量泵设定压力调定至最大值作安全阀使用，比例方向阀B给定一个较小的开度，张力绞车张紧缆绳，当缆绳张力增大至设定张力值附近时，系统进入回收速度跟随工况，在回收速度跟随工况下，变量泵的压力设定信号由两部分相加得到，一部分是由设定张力计算得到的开环压力信号，另一部分是控制器根据设定张力和实际张力得到的PI控制量；变量泵的流量信号根据缆绳速度进行切换，当速度低于阈值时，切换至较小信号，当速度高于阈值时，切换至最大值；比例方向阀B的开度根据缆绳速度被分为几档，缆绳速度越高，比例方向阀B的开度档位越高，开度越大；此时比例溢流阀C作为安全阀使用，比例溢流阀D设定一较小的恒定信号；当控制系统处于大张力释放模式时，首先系统进入释放张紧工况，在释放张紧工况下，变量泵的排量信号给定为最大值，压力信号设定为一较小的恒定值；比例方向阀B开度设定为一较小值；比例溢流阀D根据设定张力给定一开环信号；比例溢流阀C设定为安全阀，在释放速度跟随工况下，变量泵的排量信号给定为最大值，压力信号设定为一较小的恒定值；比例方向阀B开度根据缆绳速度被分为几档，缆绳速度越高，比例方向阀B的开度档位越高，开度越大；比例溢流阀C作为安全阀使用；比例溢流阀D的压力设定信号由两部分相加，一部分是由设定张力计算得到的开环压力信号，另一部分是控制器根据设定张力和实际张力得到的PI控制量；控制系统的排缆控制回路在缆绳收放时自动排列缆绳，排缆机构上的两个接近开关分别对应比例方向阀C的两个开启方向，当其中一个接近开关得电，比例方向阀C向相应的方向开启；定量马达C带动排缆机构左右平移，实现排缆功能。附图说明图1为本专利技术的张力绞车与被试绞车的连接图；图2为本专利技术的大、小张力控制回路的示意图；图3为本专利技术的排缆控制回路的结构示意图。具体实施方式如图1-3所示，该张力绞车为被试绞车提供加载功能，与被试绞车通过缆绳连接。张力绞车可回收、释放绳索，并使其速度自动跟随被试绞车，保持缆绳张力在用户设定张力附近。本专利技术的张力绞车的液压控制系统包括小张力控制回路、大张力控制回路、排缆控制回路、手动换挡变速箱(9)和缆绳卷筒(10)；大张力控制回路和小张力控制回路由手动换挡变速箱(9)切换选择，通过手动换挡变速箱(9)分别驱动缆绳卷筒(10)；排缆控制回路通过定量马达C(22)驱动丝杆，带动排缆机构工作；所述的小张力控制回路包括定量泵A(2)、比例方向阀A(5)、比例溢流阀A(3)、比例溢流阀B(4)、定量马达A(8)、补油单向阀A(6)、安全阀A(7)；比例方向阀A(5)的主进油口分别与定量泵A(2)、比例溢流阀A(3)相连,比例方向阀A(5)的主回油口与比例溢流阀B(4)相连，比例方向阀A(5)的工作油口与定量马达A(8)构成小张力工作回路，比例溢流阀A(3)通过补油单向阀A(6)与小张力工作回路相连，安本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种张力绞车的液压控制系统，其特征在于包括小张力控制回路、大张力控制回路、排缆控制回路、手动换挡变速箱(9)和缆绳卷筒(10)；大张力控制回路和小张力控制回路由手动换挡变速箱(9)切换选择，通过手动换挡变速箱(9)分别驱动缆绳卷筒(10)；排缆控制回路通过定量马达C(22)驱动丝杆，带动排缆机构工作；所述的小张力控制回路包括定量泵A(2)、比例方向阀A(5)、比例溢流阀A(3)、比例溢流阀B(4)、定量马达A(8)、补油单向阀A(6)、安全阀A(7)；比例方向阀A(5)的主进油口分别与定量泵A(2)、比例溢流阀A(3)相连,比例方向阀A(5)的主回油口与比例溢流阀B(4)相连，比例方向阀A(5)的工作油口与定量马达A(8)构成小张力工作回路，比例溢流阀A(3)通过补油单向阀A(6)与小张力工作回路相连，安全阀A(7)与小张力工作回路相连；所述的大张力控制回路包括压力流量均可控制的变量泵(11)、比例方向阀B(14)、比例溢流阀C(12)、比例溢流阀D(13)、定量马达B(17)、补油单向阀B(15)、安全阀B(16)；比例方向阀B(14)的主进油口分别与变量泵(11)、比例溢流阀C(12)相连,比例方向阀B(14)的主回油口与比例溢流阀D(13)相连，比例方向阀B(14)的工作油口与定量马达B(17)构成大张力工作回路，比例溢流阀C(12)通过补油单向阀B(15)与大张力工作回路相连，安全阀B(16)与大张力工作回路相连；所述的排缆控制回路包括定量泵B(18)、比例溢流阀E(19)、比例方向阀C(21)、定量马达C(22)以及蓄能器(20)；该排缆控制回路与排缆机构的接近开关相连。比例方向阀C(21)的主进油口分别与定量泵B(18)、比例溢流阀E(19)、蓄能器(20)相连，比例方向阀C(21)的主回油口与油箱相连，比例方向阀C(21)的工作油口与定量马达C(22)构成排缆工作回路。...

【技术特征摘要】
1.一种张力绞车的液压控制系统，其特征在于包括小张力控制回路、大张力控制回路、排缆控制回路、手动换挡变速箱(9)和缆绳卷筒(10)；大张力控制回路和小张力控制回路由手动换挡变速箱(9)切换选择，通过手动换挡变速箱(9)分别驱动缆绳卷筒(10)；排缆控制回路通过定量马达C(22)驱动丝杆，带动排缆机构工作；所述的小张力控制回路包括定量泵A(2)、比例方向阀A(5)、比例溢流阀A(3)、比例溢流阀B(4)、定量马达A(8)、补油单向阀A(6)、安全阀A(7)；比例方向阀A(5)的主进油口分别与定量泵A(2)、比例溢流阀A(3)相连,比例方向阀A(5)的主回油口与比例溢流阀B(4)相连，比例方向阀A(5)的工作油口与定量马达A(8)构成小张力工作回路，比例溢流阀A(3)通过补油单向阀A(6)与小张力工作回路相连，安全阀A(7)与小张力工作回路相连；所述的大张力控制回路包括压力流量均可控制的变量泵(11)、比例方向阀B(14)、比例溢流阀C(12)、比例溢流阀D(13)、定量马达B(17)、补油单向阀B(15)、安全阀B(16)；比例方向阀B(14)的主进油口分别与变量泵(11)、比例溢流阀C(12)相连,比例方向阀B(14)的主回油口与比例溢流阀D(13)相连，比例方向阀B(14)的工作油口与定量马达B(17)构成大张力工作回路，比例溢流阀C(12)通过补油单向阀B(15)与大张力工作回路相连，安全阀B(16)与大张力工作回路相连；所述的排缆控制回路包括定量泵B(18)、比例溢流阀E(19)、比例方向阀C(21)、定量马达C(22)以及蓄能器(20)；该排缆控制回路与排缆机构的接近开关相连。比例方向阀C(21)的主进油口分别与定量泵B(18)、比例溢流阀E(19)、蓄能器(20)相连，比例方向阀C(21)的主回油口与油箱相连，比例方向阀C(21)的工作油口与定量马达C(22)构成排缆工作回路。2.如权利要求要求1所述的张力绞车的液压控制系统的控制方法，其特征在于如下：通过拨动齿轮变速箱(9)选择大张力控制回路或小张力制回路，当需要由大张力控制回路换至小张力控制回路时，小张力控制回路的比例溢流阀A(3)设定为一较小值，比例方向阀A(5)的开度设定为一较小值；此时定量马达A(8)以低转速运转，拨动齿轮变速箱(9)的手动拨叉，即可换至小张力模式；当需要由小张力控制回路换至大张力控制回路时，大张力回路的比例溢流阀C(12)设定为一较小值，比例方向阀B(14)的开度设定为一较小值，变量泵(11)的排量和压力设定为较小值，此时定量马达B(17)以低转速运转，拨动齿轮变速箱(9)的手动拨叉，即可换至大张力模式；当控制系统处于小张力回收模式时，首先系统进入回收张紧工况，在回收张紧工况下，比例溢流阀A(3)根据设定张力给定一开环信号，比例方向阀A(5)给定一个较小的开度，张力绞车张紧缆绳，当缆绳张力增大至设定张力值附近时，系统进入回收速度跟随工况，在回收速度跟随工况下，比...

【专利技术属性】
技术研发人员：张超，张京韧，
申请(专利权)人：杭州华泰电液成套技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33