组合缸节能举升系统技术方案

本发明专利技术针对工程机械双缸举升存在的偏载、不同步问题，提供一种组合缸节能举升系统。该系统所用的组合缸由至少两个液压缸焊接而成，其液压缸体焊接，液压缸活塞杆顶部焊接，并拥有共同耳环，液压缸的有杆腔连通，可以实现组合缸的无偏载、同步举升。本发明专利技术公开的组合缸节能举升系统具有无偏载、同步举升、能量利用效率高、成本低、无需先导油源、简单可靠等多方面优势。

Energy-saving Lifting System of Combination Cylinder

The invention provides a combined cylinder energy-saving lifting system aiming at the problems of unbalanced load and asynchronism existing in double cylinder lifting of construction machinery. The combined cylinder used in the system is welded by at least two hydraulic cylinders. The hydraulic cylinder is welded, the top of the piston rod of the hydraulic cylinder is welded, and it has common earrings. The rod cavity of the hydraulic cylinder is connected, which can realize the unbiased load and synchronous lifting of the combined cylinder. The combined cylinder energy-saving lifting system disclosed by the invention has the advantages of unbiased load, synchronous lifting, high energy utilization efficiency, low cost, no pilot oil source, simple and reliable, etc.

【技术实现步骤摘要】
组合缸节能举升系统
本专利技术属于液压系统
，具体涉及一种组合缸节能举升系统。
技术介绍
目前，挖掘机、装载机等工程机械多采用液压系统来驱动动臂，利用动臂的上升和下降来执行作业。其中，执行器为液压缸。在工作过程中，即工程机械双缸举升时，由于两侧缸不同步而引起动臂左右偏侧，使得动臂与上车架铰接处、液压缸活塞杆与动臂铰接处、液压缸体与车架铰接处两侧压力分布不均，造成铰接处磨损，甚至会变形，严重影响了工程机械的正常作业。所以，液压缸的同步、无偏载举升成为了国内外从业人员的研究热点。目前，多个液压缸同步举升多采用液压伺服油缸的技术方案。例如，北京富力通达科技有限公司公开的专利CN107524649A中给出了一种液压伺服油缸同步加载的装置及控制方法。其利用位移传感器、负载传感器与伺服控制系统连接，从而解决油缸动作中的偏载问题，实现液压缸同步运动。该方案通过运用伺服技术，精确控制位置同步。但由于工程机械经常工作于粉尘大、高温、泥泞的恶劣环境。该方案太过复杂，用于工程机械会大幅增加成本，而且在恶劣环境下寿命不长。所以，需要考虑一种新的简单的思路来实现液压缸同步，无偏载运动。
技术实现思路
本专利技术针对工程机械双缸举升存在的偏载、不同步问题，提供一种组合缸节能举升系统。该系统所用的组合缸由至少两个液压缸焊接而成，其液压缸体焊接，液压缸活塞杆顶部焊接，并拥有共同耳环。该系统可以实现组合缸的无偏载、同步举升，具有无偏载、同步举升、能量利用效率高、成本低、无需先导油源、简单可靠等多方面优势。为了实现上述目的，本专利技术采用的方案是：组合缸节能举升系统包括机械装置和液压系统，其中，机械装置包括：动臂(13)、车架(14)，动臂的尾部铰接在车架上；液压系统包括：泵马达(1)、电机(2)、第Ⅰ两位两通换向阀(3)、第Ⅱ两位两通换向阀(4)、第Ⅲ两位两通换向阀(5)、第Ⅳ两位两通换向阀(6)、第Ⅴ两位两通换向阀(7)、第Ⅵ两位两通换向阀(8)、组合缸(9)、蓄能器(10)、油箱(11)；组合缸活塞杆耳环铰接在动臂的中部，组合缸缸体耳环铰接在车架上；所述液压系统中，电机与泵马达机械连接，泵马达第Ⅰ油口接油箱，泵马达第Ⅱ油口与第Ⅲ两位两通换向阀的第Ⅰ油口和第Ⅱ两位两通换向阀的第Ⅰ油口连通，第Ⅲ两位两通换向阀的第Ⅱ油口与组合缸右侧无杆腔和第Ⅳ两位两通换向阀的第Ⅰ油口连通，第Ⅳ两位两通换向阀的第Ⅱ油口与组合缸左侧无杆腔和第Ⅴ两位两通换向阀的第Ⅰ油口连通，第Ⅴ两位两通换向阀的第Ⅱ油口与蓄能器和第Ⅵ两位两通换向阀的第Ⅰ油口连通，第Ⅵ两位两通换向阀的第Ⅱ油口与油箱连通，组合缸有杆腔与第Ⅱ两位两通换向阀的第Ⅱ油口和第Ⅰ两位两通换向阀的第Ⅰ油口连通，第Ⅰ两位两通换向阀的第Ⅱ油口与油箱连通；所述的组合缸由两个以上的液压缸焊接而成，所有液压缸的缸体相互焊接，所有液压缸的活塞杆顶部相互焊接，并采用共同耳环，所述组合缸的构成方式为：两个液压缸并排焊接在一起，第Ⅰ液压缸缸体(9-1)与第Ⅱ液压缸缸体(9-2)焊接为一体，第Ⅰ液压缸活塞杆(9-5)与第Ⅱ液压缸活塞杆(9-6)共同焊接在活塞杆共同耳环(9-10)上，缸体共同耳环(9-9)焊接在组合缸底部；或者，三个液压缸呈等边三角形三个顶点分布并焊接起来，第Ⅰ液压缸缸体(9-1)与第Ⅱ液压缸缸体(9-2)、第Ⅲ液压缸缸体(9-3)焊接为一体，第Ⅰ液压缸活塞杆(9-5)与第Ⅱ液压缸活塞杆(9-6)、第Ⅲ液压缸活塞杆(9-7)共同焊接在活塞杆共同耳环(9-10)上，缸体共同耳环(9-9)焊接在组合缸底部；或者，四个液压缸呈正方形四个顶点分布并焊接起来，第Ⅰ液压缸缸体(9-1)、第Ⅱ液压缸缸体(9-2)、第Ⅲ液压缸缸体(9-3)、第Ⅳ液压缸缸体(9-4)焊接为一体，第Ⅰ液压缸活塞杆(9-5)、第Ⅱ液压缸活塞杆(9-6)、第Ⅲ液压缸活塞杆(9-7)、第Ⅳ液压缸活塞杆(9-8)共同焊接在活塞杆共同耳环(9-10)上，缸体共同耳环(9-9)焊接在组合缸底部；所述的组合缸左侧无杆腔和有杆腔可以与动力元件连接，动力元件的第Ⅰ油口与组合缸左侧无杆腔连通，动力元件第Ⅱ油口与组合缸有杆腔连通，且动力元件与泵马达、电机同轴连接。所述的动力元件是变量液压泵或变量液压马达；所述的泵马达是变量泵马达；所述的电机是发电机或电动机。所述的第Ⅰ-第Ⅵ六个两位两通换向阀是开关式换向阀或液控/电控比例多路阀或插装阀组成的阀组。与现有技术相比，本专利技术具有下列优点：1)解决了工程机械双缸举升时的偏载、不同步问题，使得液压缸、动臂、车架等更加安全可靠地工作，液压系统及机械装置有更长的寿命。2)能量利用效率高、节流损失小。驱动的同时可以进行能量回收，有效将动臂重力势能转换为可以利用的能量，使电机、泵马达均工作在高效区，提高整机效率。3)装机功率小，采用辅助动力源辅助泵马达输出，蓄能器或动力元件可以辅助驱动负载，降低系统装机功率。4)无需先导油源、成本低、简单可靠、噪声低、动势能回收等技术优势。附图说明图1为本专利技术组合缸元件的第一种实现方式；图2为本专利技术组合缸元件的第二种实现方式；图3为本专利技术组合缸元件的第三种实现方式；图4为本专利技术实施例1的系统原理图；图5为本专利技术实施例1的工作装置图；图6为本专利技术实施例2的系统原理图；图7为本专利技术实施例2的工作装置图；图中：1-泵马达，2-电机，3-第Ⅰ两位两通换向阀，4-第Ⅱ两位两通换向阀，5-第Ⅲ两位两通换向阀，6-第Ⅳ两位两通换向阀，7-第Ⅴ两位两通换向阀，8-第Ⅵ两位两通换向阀，9-组合缸(9-1-第Ⅰ液压缸缸体，9-2-第Ⅱ液压缸缸体，9-3-第Ⅲ液压缸缸体，9-4-第Ⅳ液压缸缸体，9-5-第Ⅰ液压缸活塞杆，9-6-第Ⅱ液压缸活塞杆，9-7-第Ⅲ液压缸活塞杆，9-8-第Ⅳ液压缸活塞杆，9-9-缸体共同耳环，9-10-活塞杆共同耳环)，10-蓄能器，11-油箱，12-动力元件，13-动臂，14-车架，15-斗杆，16-铲斗。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步详细说明：如图1-3所示，组合缸元件实现方式为：两个液压缸并排焊接在一起，第Ⅰ液压缸缸体9-1与第Ⅱ液压缸缸体9-2焊接为一体，第Ⅰ液压缸活塞杆9-5与第Ⅱ液压缸活塞杆9-6共同焊接在活塞杆共同耳环9-10上，缸体共同耳环9-9焊接在组合缸底部；或者，三个液压缸呈等边三角形三个顶点分布并焊接起来，第Ⅰ液压缸缸体9-1与第Ⅱ液压缸缸体9-2、第Ⅲ液压缸缸体9-3焊接为一体，第Ⅰ液压缸活塞杆9-5与第Ⅱ液压缸活塞杆9-6、第Ⅲ液压缸活塞杆9-7共同焊接在活塞杆共同耳环9-10上，缸体共同耳环9-9焊接在组合缸底部；或者，四个液压缸呈正方形四个顶点分布并焊接起来，第Ⅰ液压缸缸体9-1、第Ⅱ液压缸缸体9-2、第Ⅲ液压缸缸体9-3、第Ⅳ液压缸缸体9-4焊接为一体，第Ⅰ液压缸活塞杆9-5、第Ⅱ液压缸活塞杆9-6、第Ⅲ液压缸活塞杆9-7、第Ⅳ液压缸活塞杆9-8共同焊接在活塞杆共同耳环9-10上，缸体共同耳环9-9焊接在组合缸底部。实施例1如图4-5所示，组合缸节能举升系统包括机械装置和液压系统，其中，机械装置包括：动臂(13)、车架(14)，动臂的尾部铰接在车架上；液压系统包括：泵马达(1)、电机(2)、第Ⅰ两位两通换向阀(3)、第Ⅱ两位两通换向阀(4)、第Ⅲ两位两本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.组合缸节能举升系统，包括：机械装置和液压系统，其中，机械装置包括：动臂(14)、车架(15)，动臂的尾部铰接在车架上；其特征在于：液压系统包括：液压泵(1)、动力源(2)、第Ⅰ两位两通换向阀(3)、第Ⅱ两位两通换向阀(4)、第Ⅲ两位两通换向阀(5)、第Ⅳ两位两通换向阀(6)、第Ⅴ两位两通换向阀(7)、第Ⅵ两位两通换向阀(8)、组合缸(9)、第Ⅰ蓄能器(10)、第Ⅱ蓄能器(11)、油箱(12)；组合缸活塞杆耳环铰接在动臂的中部，组合缸缸体耳环铰接在车架上；所述液压系统中，动力源与液压泵机械连接，液压泵吸油口接油箱，液压泵出油口与第Ⅲ两位两通换向阀的第Ⅰ油口和第Ⅱ两位两通换向阀的第Ⅰ油口连通，第Ⅲ两位两通换向阀的第Ⅱ油口与组合缸右侧无杆腔和第Ⅳ两位两通换向阀的第Ⅰ油口连通，第Ⅳ两位两通换向阀的第Ⅱ油口与第Ⅰ蓄能器和第Ⅴ两位两通换向阀的第Ⅰ油口连通，第Ⅴ两位两通换向阀的第Ⅱ油口与第Ⅵ两位两通换向阀的第Ⅱ油口和油箱连通，第Ⅵ两位两通换向阀的第Ⅰ油口与第Ⅱ蓄能器和组合缸左侧无杆腔连通，组合缸有杆腔与第Ⅱ两位两通换向阀的第Ⅱ油口和第Ⅰ两位两通换向阀的第Ⅰ油口连通，第Ⅰ两位两通换向阀的第Ⅱ油口与油箱连通；所述的组合缸由两个以上的液压缸焊接而成，所有液压缸的缸体相互焊接，所有液压缸的活塞杆顶部相互焊接，并采用共同耳环，所述组合缸的构成方式为：两个液压缸并排焊接在一起，第Ⅰ液压缸缸体(9‑1)与第Ⅱ液压缸缸体(9‑2)焊接为一体，第Ⅰ液压缸活塞杆(9‑5)与第Ⅱ液压缸活塞杆(9‑6)共同焊接在活塞杆共同耳环(9‑10)上，缸体共同耳环(9‑9)焊接在组合缸底部；或者，三个液压缸呈等边三角形三个顶点分布并焊接起来，第Ⅰ液压缸缸体(9‑1)与第Ⅱ液压缸缸体(9‑2)、第Ⅲ液压缸缸体(9‑3)焊接为一体，第Ⅰ液压缸活塞杆(9‑5)与第Ⅱ液压缸活塞杆(9‑6)、第Ⅲ液压缸活塞杆(9‑7)共同焊接在活塞杆共同耳环(9‑10)上，缸体共同耳环(9‑9)焊接在组合缸底部；或者，四个液压缸呈正方形四个顶点分布并焊接起来，第Ⅰ液压缸缸体(9‑1)、第Ⅱ液压缸缸体(9‑2)、第Ⅲ液压缸缸体(9‑3)、第Ⅳ液压缸缸体(9‑4)焊接为一体，第Ⅰ液压缸活塞杆(9‑5)、第Ⅱ液压缸活塞杆(9‑6)、第Ⅲ液压缸活塞杆(9‑7)、第Ⅳ液压缸活塞杆(9‑8)共同焊接在活塞杆共同耳环(9‑10)上，缸体共同耳环(9‑9)焊接在组合缸底部；所述的组合缸左侧无杆腔和有杆腔可以与动力元件连接，动力元件的第Ⅰ油口与组合缸左侧无杆腔连通，动力元件第Ⅱ油口与组合缸有杆腔连通，且动力元件与泵马达、电机同轴连接。...

【技术特征摘要】
1.组合缸节能举升系统，包括：机械装置和液压系统，其中，机械装置包括：动臂(14)、车架(15)，动臂的尾部铰接在车架上；其特征在于：液压系统包括：液压泵(1)、动力源(2)、第Ⅰ两位两通换向阀(3)、第Ⅱ两位两通换向阀(4)、第Ⅲ两位两通换向阀(5)、第Ⅳ两位两通换向阀(6)、第Ⅴ两位两通换向阀(7)、第Ⅵ两位两通换向阀(8)、组合缸(9)、第Ⅰ蓄能器(10)、第Ⅱ蓄能器(11)、油箱(12)；组合缸活塞杆耳环铰接在动臂的中部，组合缸缸体耳环铰接在车架上；所述液压系统中，动力源与液压泵机械连接，液压泵吸油口接油箱，液压泵出油口与第Ⅲ两位两通换向阀的第Ⅰ油口和第Ⅱ两位两通换向阀的第Ⅰ油口连通，第Ⅲ两位两通换向阀的第Ⅱ油口与组合缸右侧无杆腔和第Ⅳ两位两通换向阀的第Ⅰ油口连通，第Ⅳ两位两通换向阀的第Ⅱ油口与第Ⅰ蓄能器和第Ⅴ两位两通换向阀的第Ⅰ油口连通，第Ⅴ两位两通换向阀的第Ⅱ油口与第Ⅵ两位两通换向阀的第Ⅱ油口和油箱连通，第Ⅵ两位两通换向阀的第Ⅰ油口与第Ⅱ蓄能器和组合缸左侧无杆腔连通，组合缸有杆腔与第Ⅱ两位两通换向阀的第Ⅱ油口和第Ⅰ两位两通换向阀的第Ⅰ油口连通，第Ⅰ两位两通换向阀的第Ⅱ油口与油箱连通；所述的组合缸由两个以上的液压缸焊接而成，所有液压缸的缸体相互焊接，所有液压缸的活塞杆顶部相互焊接，并采用共同耳环，所述组合缸的构成方式为：两个液压缸并排焊接在一起，第Ⅰ液压缸缸体(9-1)与第Ⅱ液压缸缸体(9-2)焊接为一体，第Ⅰ液压缸活塞杆(9-5)与第Ⅱ液压缸活塞杆(9-6)共同焊接在活塞杆共同耳环(9-10)上，缸体共同耳环(9-...

【专利技术属性】
技术研发人员：权龙，吕涵，葛磊，李泽鹏，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西,14