起重机卷扬下放速度液压控制设备、方法、系统及起重机与流程

本发明涉及工程机械领域，具体地，涉及一种起重机卷扬下放速度液压控制设备、方法、系统及起重机。

背景技术：

起重机卷扬的工况要求很严格，往往要求在空载和轻载工况具备很高的工作速度和效率，同时又要求在重载工况具备低速和极高的安全性。起重机卷扬在重载工况下的高速运动极易造成安全事故，目前的起重机的液压控制为了优先满足安全性的需求，一般采用负荷传感液压+平衡阀控制原理。

图1示出了现有的采用负荷传感液压+平衡阀控制原理的起重机卷扬下放速度液压控制系统的结构示意图。如图1所示，主泵1的液压油经P油口进入主阀2，并经由主阀2流入卷扬马达4进而驱动该卷扬马达4运动，该卷扬马达4的回油经平衡阀3回流至油箱，安全阀5可根据主阀的LS口所反馈的负荷压力来控制主泵1的压力。操作者可通过操作电控手柄直接控制主阀2的阀口开度和输出流量，进而控制卷扬马达4的旋转速度和重物下放速度，但是为了优先满足重载安全性需求，往往将卷扬下放的阀口流量和平衡阀的开度进行限制，导致卷扬下放的最大速度较低，造成空载和轻载工况下的工作效率偏低。也就是说，为了优先满足重载安全性的需求，现有的汽车起重机的卷扬下放液压控制系统往往牺牲空载和轻载工作效率和速度，使作业准备时间过长，造成空载和轻载工况下的工作效率偏低。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种起重机卷扬下放速度液压控制设备、方法、系统及起重机，其可解决起重机的空载或轻载工况下的工作效率与重载工况下的安全性之间的矛盾，一方面保证空载或轻载工况下的运行速度，另一方面确保重载工况下的下放速度安全可控。

为了实现上述目的，本发明一实施例提供一种起重机卷扬下放速度液压控制设备，该设备包括：接收装置，用于接收所述起重机的吊钩载荷以及电控手柄开度；以及控制装置，用于执行以下操作：根据所述吊钩载荷，计算所述卷扬的单绳载荷；根据所述单绳载荷及所述电控手柄开度，确定控制至卷扬马达的液压油流量的主阀的开度；以及控制所述主阀至所确定的开度。

可选的，在所述电控手柄开度一定的情况下，所述单绳载荷越大，所述主阀的开度越小。

可选的，所述控制装置还根据所述单绳载荷，控制位于卷扬下放压力油路上的先导式比例溢流阀的溢流压力，以使得在载荷较小的情况下，所述溢流压力较高，在载荷较大的情况下，所述溢流压力较小。

可选的，所述控制装置还用于根据所述溢流压力，控制位于所述卷扬下放压力油路上的安全阀的溢流压力，使得该安全阀的溢流压力大于所述先导式比例溢流阀的溢流压力。

可选的，该安全阀的溢流压力大于所述先导式比例溢流阀的溢流压力1-2MPa。

相应地，本发明一实施例还提供一种起重机卷扬下放速度液压控制方法，该方法包括：接收所述起重机的吊钩载荷以及电控手柄开度；以及根据所述吊钩载荷，计算所述卷扬的单绳载荷；根据所述单绳载荷及所述电控手柄开度，确定控制至卷扬马达的液压油流量的主阀的开度；以及控制所述主阀至所确定的开度。

可选的，在所述电控手柄开度一定的情况下，所述单绳载荷越大，所述主阀的开度越小。

可选的，该方法还包括：根据所述单绳载荷，控制位于卷扬下放压力油路上的先导式比例溢流阀的溢流压力，以使得在载荷较小的情况下，所述溢流压力较高，在载荷较大的情况下，所述溢流压力较小。

可选的，该方法还包括：根据所述溢流压力，控制位于所述卷扬下放压力油路上的安全阀的溢流压力，使得该安全阀的溢流压力大于所述先导式比例溢流阀的溢流压力。

可选的，该安全阀的溢流压力大于所述先导式比例溢流阀的溢流压力1-2MPa。

相应地，本发明一实施例还提供一种起重机卷扬下放速度液压控制系统，该系统包含：力矩检测装置，用于检测所述起重机的吊钩载荷；电控手柄，用于输出与用户操作相对应的表示电控手柄开度的信号；以及上述起重机卷扬下放速度液压控制设备。

相应地，本发明一实施例还提供一种起重机，该起重机包含上述起重机卷扬下放速度液压控制系统。

通过上述技术方案，控制装置可根据所述吊钩载荷，计算所述卷扬的单绳载荷，并根据所述单绳载荷及所述电控手柄开度，控制主阀的开度，从而可使得卷扬下放速度可根据起重机的空载或重载工况进行变化，一方面保证空载或轻载工况下的运行速度，另一方面确保重载工况下的下放速度安全可控。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1示出了现有的采用负荷传感液压+平衡阀控制原理的起重机卷扬下放速度液压控制系统的结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的起重机卷扬下放速度液压控制系统的框图；

图3为本发明一实施例提供的起重机卷扬下放速度液压控制系统的结构示意图；以及

图4为本发明一实施例提供的起重机卷扬下放速度液压控制方法的流程图。

附图标记说明

1 主泵 2 主阀

3 卷扬马达 4 平衡阀

5 安全阀 6 先导比例溢流阀

10 力矩检测装置 20 电控手柄

110 接收装置 120 控制装置

100 起重机卷扬下放速度液压控制设备

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图2为本发明一实施例提供的起重机卷扬下放速度液压控制系统的框图。如图2所示，本发明一实施例提供了一种起重机卷扬下放速度液压控制系统，该系统包括：力矩检测装置10，用于检测所述起重机的吊钩载荷；电控手柄20，用于输出与用户操作相对应的表示电控手柄开度的信号；以及起重机卷扬下放速度液压控制设备100，该起重机卷扬下放速度液压控制设备100包括：接收装置110，用于接收所述起重机的吊钩载荷以及电控手柄开度；以及控制装置120，用于执行以下操作：根据所述吊钩载荷，计算所述卷扬的单绳载荷；根据所述单绳载荷及所述电控手柄开度，确定控制至卷扬马达的液压油流量的主阀的开度；以及控制所述主阀至所确定的开度。

具体而言，所述力矩检测装置可为起重机上的力矩限制器，所述控制装置120可根据该力矩限制器所检测的吊钩载荷(例如，负载重量)并结合该起重机卷扬的钢丝绳倍率，计算得出单绳载荷，该单绳载荷的载荷范围可为0-Mmax(t)。在操作员操作电控手柄进行卷扬下放时，该电控手柄可输出一反映电控手柄开度的信号至所述控制装置120，在操作员希望卷扬下放速度较快时，其可使得电控手柄的开度较大；当操作员希望卷扬下放速度较慢时，其可使得电控手柄的开度较小。

所述控制装置在接收到所述单绳载荷及所述电控手柄开度之后，其可根据预先存储的操作控制比例曲线输出对应的控制信号至主阀，以控制该主阀的开度。具体而言，所述操作控制比例曲线可代表电控手柄开度、单绳载荷及主阀开度三者之间的对应关系，其所反映的是单绳载荷越大，主阀开度越小，即控制装置输入至主阀的控制信号不单单只是考虑了电控手柄开度，还考虑了单绳载荷情况，在单绳载荷较大的情况下，可使得输入至主阀的控制信号的强度相较于单单考虑考虑了电控手柄开度而输入至主阀的控制信号的强度略小，在单绳载荷较小或者为空载的情况下，可使得输入至主阀的控制信号的强度相较于单单考虑考虑了电控手柄开度而输入至主阀的控制信号的强度略大。输入至主阀的控制信号的强度越小，该主阀的开度越小，经过卷扬马达的液压油流量越小，卷扬下放速度越慢；输入至主阀的控制信号的强度越大，该主阀的开度越大，经过卷扬马达的液压油流量越大，卷扬下放速度越快。卷扬下放速度可根据起重机的空载或重载工况进行变化，且可根据上述操作控制比例曲线实现卷扬下放速度的无极变化。

图3为本发明一实施例提供的起重机卷扬下放速度液压控制系统的结构示意图。如图3所示，主泵1的液压油经P油口进入主阀2，并经由主阀2流入卷扬马达4进而驱动该卷扬马达4运动，该卷扬马达4的回油经平衡阀3回流至油箱，安全阀5可根据主阀的LS口所反馈的负荷压力来控制主泵1的压力。操作者可通过操作电控手柄直接控制主阀2的阀口开度和输出流量，进而控制卷扬马达4的旋转速度和重物下放速度。与现有的图1所示的起重机卷扬下放速度液压控制系统的结构不同，该图3所示的起重机卷扬下放速度液压控制系统还包含先导式比例溢流阀6，其可控制卷扬下降腔和平衡阀先导口的压力。该先导式比例溢流阀可充当次级溢流阀的功能，在控制装置检测识别出卷扬钢丝绳的单绳载荷后，可根据空载、轻载和重载控制先导式比例溢流阀的溢流压力，进而控制平衡阀的最大开度。

在空载工况时，控制装置可设定该先导比例溢流阀的溢流压力，使其较高，主阀的流量全部用于卷扬马达的下放运动，卷扬下放处于全速下放状态，使得下放速度很快，工作效率高。在重载工况时，控制装置可设定该先导比例溢流阀的溢流压力，使其较低，卷扬下放处于较低速度状态，同时低溢流压力可以很好地过滤重载下放小开口阶段的抖动导致的压力波动，很好地提升重载工况的速度稳定性。

优选地，所述控制装置还可根据所述溢流压力，控制位于所述卷扬下放压力油路上的安全阀的溢流压力，使得该安全阀的溢流压力大于所述先导式比例溢流阀的溢流压力，例如，该安全阀的溢流压力可大于所述先导式比例溢流阀的溢流压力1-2MPa。藉此，在先导比例溢流阀因卡在极大压力值而失效时，卷扬下放腔内的压力会很高，造成下放速度超速，此时安全阀可动作，确保重载工况下放速度的稳定可控和安全。

图4为本发明一实施例提供的起重机卷扬下放速度液压控制方法的流程图。如图4所示，相应地，本发明一实施例还提供一种起重机卷扬下放速度液压控制方法，该方法包括：接收所述起重机的吊钩载荷以及电控手柄开度；以及根据所述吊钩载荷，计算所述卷扬的单绳载荷；根据所述单绳载荷及所述电控手柄开度，确定控制至卷扬马达的液压油流量的主阀的开度；以及控制所述主阀至所确定的开度。

其中，在所述电控手柄开度一定的情况下，所述单绳载荷越大，所述主阀的开度越小。

其中，该方法还包括：根据所述单绳载荷，控制位于卷扬下放压力油路上的先导式比例溢流阀的溢流压力，以使得在载荷较小的情况下，所述溢流压力较高，在载荷较大的情况下，所述溢流压力较小。

其中，该方法还包括：根据所述溢流压力，控制位于所述卷扬下放压力油路上的安全阀的溢流压力，使得该安全阀的溢流压力大于所述先导式比例溢流阀的溢流压力。

其中，该安全阀的溢流压力大于所述先导式比例溢流阀的溢流压力1-2MPa。

有关该实施例提供的起重机卷扬下放速度液压控制方法的具体细节及益处，可参阅上述针对实施例提供的起重机卷扬下放速度液压控制系统的描述，于此不再赘述。

相应地，本发明该提供一种起重机，该起重机包含上述起重机卷扬下放速度液压控制系统。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。