一种双缸头伸缩系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种双缸头伸缩系统及控制方法，伸缩系统包括双缸头伸缩油缸、压力传感器、控制器、压力调节装置、报警装置、检测装置和力限器系统。通过压力调节装置控制吊臂不同状态下的不同伸出压力值，可以在不更改伸缩油缸参数，不增加设计重量，不增加成本的基础上，大幅度的提升伸缩系统的推力，提升起重机的性能，解决了现有技术中带载伸缩模式下需要临时增大伸缩推力的问题。增大伸缩推力的问题。增大伸缩推力的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种双缸头伸缩系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及一种双缸头伸缩系统及控制方法，属于工程机械


技术介绍

[0002]起重机是工程建设中应用广泛的重要设备，主要包括起升、伸缩、变幅、回转等基本动作，起重机伸缩机构主要由油缸加绳排和单缸插销两种形式，随着起重机吨位的增加，多采用单缸插销的伸缩形式，即在每节吊臂尾端有一个能够把该节吊臂与其外面的吊臂锁定在一起并可以运动的销轴(由于安装在吊臂上称为臂销)，臂销的作用是实现吊臂与吊臂之间的锁定和解锁，臂销初始位置在弹簧力的作用下可以运动到另一节臂的臂销孔中，这样吊臂与吊臂之间不能相互运动以达到固定连接的作用，当臂销受伸缩油缸缸头上的臂销驱动机构作用，从另一节臂的臂孔中缩回，吊臂与吊臂之间处于解锁状态就可以相互间运动，达到解锁的目的。缸销、缸销驱动机构、臂销驱动结构都在伸缩油缸缸头上，缸销在初始位置在弹簧力的作用下为释放状态，当缸销释放在吊臂的缸销孔里，就实现了伸缩油缸和吊臂之间的锁定，可以通过伸缩油缸的伸出或缩回来实现吊臂的伸出或缩回。
[0003]在起重机吊臂伸出过程中，先插缸销，使伸缩油缸与吊臂连接，后拔臂销，取消吊臂与吊臂之间的连接，由伸缩油缸带着吊臂伸出，到合适的臂位时，先插臂销，使吊臂与吊臂连接，后拔缸销，取消吊臂与伸缩油缸的固定连接，以此类推，实现了吊臂一节节的伸出，起重机缩臂过程中，由伸缩油缸找到合适的臂位，先插缸销，使伸缩油缸与吊臂固定连接，后拔臂销，取消吊臂与吊臂之间的固定连接，由伸缩油缸带着吊臂回缩，到合适的臂位时，先插臂销，使吊臂与吊臂连接，后拔缸销，取消吊臂与伸缩油缸的固定连接，以此类推，实现了吊臂一节节的回缩，进而实现起重机的伸缩动作。
[0004]随着起重机轻量化技术的发展，为降低伸缩油缸的重量，现伸缩系统开始采用双缸头伸缩油缸，即采用两个缸头安装于油缸不同位置的方式，通过接力的形式将吊臂伸出或缩回：根据到油缸固定点位置分为前缸头(距离油缸固定点远)和后缸头(距离油缸固定点近)，后缸头实现单节臂的短臂长伸出，前缸头实现单节臂的中长臂长伸出，双缸头交替动作完成接力将吊臂伸出或缩回。这种方案能将伸缩油缸的行程缩短40％以上，可以将更多的重量分给结构件，提高起重机的性能。当前起重机单缸插销的臂位多为0％、46％、92％、100％四个臂位，则双缸头伸缩油缸，由后缸头完成吊臂46％的伸缩，由前缸头完成46％到92％的伸缩，以及完成46％到100％的伸缩。
[0005]现有的伸缩控制液压原理图如图1所示，组成包括双缸头伸缩油缸、伸缩平衡阀、伸缩多路阀、有杆腔溢流阀、无杆腔溢流阀。吊臂伸出时，P口压力油经伸缩多路阀、伸缩平衡阀组，进入伸缩油缸的无杆腔，实现伸缩油缸的伸出，其工作压力由无杆腔溢流阀限制，同时，伸缩油缸的无杆腔油通过伸缩多路阀回油。
[0006]当前的伸缩控制较为简单，双缸头交替工作时，吊臂伸出的最大工作压力均由无杆腔溢流阀限制，即两个缸头工作时伸缩油缸能提供的推力是相同的；而油缸设计时，在根
据压杆稳定性公式计算时，可以知道临界压力F和计算长度L的平方呈反比。计算时往往根据前缸头的工作工况计算设计油缸，如图2所示，前缸头的计算长度L1约为后缸头计算长度L2的2倍，则后缸头的临界力F2是前缸头临界力F1的4倍，通过前缸头的临界力F1设计油缸，造成后缸头存在约3倍的余量。
[0007]随着用户需求的增加，在需要带载伸缩功能时，需要伸缩油缸提供更大的推力，通过公式F＝PS(F是推力，P为工作压力，S为油缸无杆腔面积)，可知可以通过增加工作压力P或者增大缸径来实现。若增大缸径，则不仅增加重量，也会造成油缸截面增加，对应的吊臂截面也同样需要增大，不仅重量增加多，对整机布置设计和桥荷分配带来了极大的难度。若增大压力，为保证同样的稳定性系数，需要增加活塞杆壁厚，同样增加较多的重量。

技术实现思路

[0008]为解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种双缸头伸缩系统及控制方法，解决了现有技术中带载伸缩模式下需要临时增大伸缩推力的问题。
[0009]为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：
[0010]一种双缸头伸缩系统，包括双缸头伸缩油缸、压力传感器、控制器、压力调节装置、报警装置、检测装置和力限器系统；
[0011]压力传感器安装于伸缩油缸无杆腔，用来实时检测伸缩油缸无杆腔压力，并将数据传递给控制器；
[0012]检测装置，用来检测缸头的工作状态，并将信号传递给控制器；
[0013]控制器接收压力传感器传输的压力值，执行判断，并根据比较结果对系统进行限制，保护系统工作安全，控制器根据检测装置传递的信号，进行逻辑的判断，指示压力调节装置和报警装置工作；
[0014]压力调节装置，用于根据控制器的指示，设定吊臂伸出的压力为低压或高压；
[0015]报警装置，用来接收控制器的信号，并发出警报提示；
[0016]力限器系统，用来根据伸缩高低压，提供两种带载伸缩性能，并在自动伸缩模式下，根据吊重量和目标臂长，选择合适的带载伸缩模式并定义臂长组合。
[0017]进一步地，前述压力调节装置包括伸缩平衡阀、伸缩多路阀、有杆腔溢流阀、无杆腔溢流阀、第一电磁阀和二级溢流阀；
[0018]双缸头伸缩油缸的无杆腔油口、有杆腔油口分别连接伸缩多路阀，形成无杆腔油路和有杆腔油路；有杆腔溢流阀的出口连接油箱，有杆腔溢流阀的进口连接有杆腔油路，有杆腔油路和无杆腔油路之间设有伸缩平衡阀；
[0019]无杆腔溢流阀的出口连接油箱，无杆腔溢流阀的外控口连接第一电磁阀，第一电磁阀的输出口连接二级溢流阀的进油口，二级溢流阀的回油口连接油箱；
[0020]二级溢流阀的设定值小于无杆腔溢流阀的设定值。
[0021]进一步地，前述压力调节装置包括伸缩平衡阀、伸缩多路阀、有杆腔溢流阀、电比例溢流阀；
[0022]双缸头伸缩油缸的无杆腔油口、有杆腔油口分别连接伸缩多路阀，形成无杆腔油路和有杆腔油路；有杆腔溢流阀的出口连接油箱，有杆腔溢流阀的进口连接有杆腔油路，有
杆腔油路和无杆腔油路之间设有伸缩平衡阀；
[0023]电比例溢流阀进油口连接无杆腔油路，电比例溢流阀出油口连接油箱。
[0024]进一步地，前述电比例溢流阀为正比例的溢流阀。
[0025]进一步地，前述还包括伸缩油缸位移检测装置，缩油缸位移检测装置连接双缸头伸缩油缸，根据伸缩油缸的伸出长度，输出电比例溢流阀不同的控制电流。
[0026]进一步地，前述压力调节装置包括伸缩平衡阀、伸缩多路阀、有杆腔溢流阀、插装阀、第二电磁阀、第一溢流阀、第二溢流阀；
[0027]双缸头伸缩油缸的无杆腔油口、有杆腔油口分别连接伸缩多路阀，形成无杆腔油路和有杆腔油路；有杆腔溢流阀的出口连接油箱，有杆腔溢流阀的进口连接有杆腔油路，有杆腔油路和无杆腔油路之间设有伸缩平衡阀；
[0028]插装阀进油口连接无杆腔油路，插装阀出油口连接油箱，插装阀的控制口连接第二电磁阀，第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双缸头伸缩系统，其特征在于，包括双缸头伸缩油缸（1）、压力传感器（8）、控制器、压力调节装置、报警装置、检测装置和力限器系统；所述压力传感器（8）安装于伸缩油缸（1）无杆腔，用来实时检测伸缩油缸（1）无杆腔压力，并将数据传递给控制器；所述检测装置，用来检测缸头的工作状态，并将信号传递给控制器；所述控制器接收压力传感器（8）传输的压力值，执行判断，并根据比较结果对系统进行限制，保护系统工作安全，所述控制器根据检测装置传递的信号，进行逻辑的判断，指示压力调节装置和报警装置工作；所述压力调节装置，用于根据控制器的指示，设定吊臂伸出的压力为低压或高压；所述报警装置，用来接收控制器的信号，并发出警报提示；所述力限器系统，用来根据伸缩高低压，提供两种带载伸缩性能，并在自动伸缩模式下，根据吊重量和目标臂长，选择合适的带载伸缩模式并定义臂长组合。2.根据权利要求1所述的一种双缸头伸缩系统，其特征在于，所述压力调节装置包括伸缩平衡阀（2）、伸缩多路阀（3）、有杆腔溢流阀（4）、无杆腔溢流阀（5）、第一电磁阀（6）和二级溢流阀（7）；所述双缸头伸缩油缸（1）的无杆腔油口、有杆腔油口分别连接伸缩多路阀（3），形成无杆腔油路和有杆腔油路；所述有杆腔溢流阀（4）的出口连接油箱，有杆腔溢流阀（4）的进口连接有杆腔油路，所述有杆腔油路和无杆腔油路之间设有伸缩平衡阀（2）；所述无杆腔溢流阀（5）的出口连接油箱，无杆腔溢流阀（5）的外控口连接第一电磁阀（6），所述第一电磁阀（6）的输出口连接二级溢流阀（7）的进油口，所述二级溢流阀（7）的回油口连接油箱；所述二级溢流阀（7）的设定值小于无杆腔溢流阀（5）的设定值。3.根据权利要求1所述的一种双缸头伸缩系统，其特征在于，所述压力调节装置包括伸缩平衡阀（2）、伸缩多路阀（3）、有杆腔溢流阀（4）、电比例溢流阀（9）；所述双缸头伸缩油缸（1）的无杆腔油口、有杆腔油口分别连接伸缩多路阀（3），形成无杆腔油路和有杆腔油路；所述有杆腔溢流阀（4）的出口连接油箱，有杆腔溢流阀（4）的进口连接有杆腔油路，所述有杆腔油路和无杆腔油路之间设有伸缩平衡阀（2）；所述电比例溢流阀（9）进油口连接无杆腔油路，电比例溢流阀（9）出油口连接油箱。4.根据权利要求3所述的一种双缸头伸缩系统，其特征在于，所述电比例溢流阀为正比例的溢流阀。5.根据权利要求3所述的一种双缸头伸缩系统，其特征在于，还包括伸缩油缸位移检测装置，所述缩油缸位移检测装置连接双缸头伸缩油缸（1），根据伸缩油缸的伸出长度，输出电比例溢流阀（9）不同的控制电流。6.根据权利要求1所述的一种双缸头伸缩系统，其特征在于，所述压力调节装置包括伸缩平衡阀（2）、伸缩多路阀（3）、有杆腔溢流阀（4）、插装阀（10）、第二电磁阀（11）、第一溢流阀（12）、第二溢流阀（13）；所述双缸头伸缩油缸（1）的无杆腔油口、有杆腔油口分别连接伸缩多路阀（3），形成无杆腔油路和有杆腔油路；所述有杆腔溢流阀（4）的出口连接油箱，有杆腔溢流阀（4）的进口连接有杆腔油路，所述有杆腔油路...

【专利技术属性】
技术研发人员：李超，任印美，李雪峰，于传宇，韩龙，陈宗贺，张永亮，宋建军，
申请(专利权)人：徐州重型机械有限公司，
类型：发明
国别省市：