一种起重机臂架变幅液压控制系统、变幅装置和起重机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种起重机臂架变幅液压控制系统、变幅装置和起重机。
【背景技术】
[0002]起重机进行起重作业前，需要把吊臂变幅到一定的变幅角度。进行起重业时，吊臂需要通过变幅缸活塞杆的伸缩频繁进行变幅起落。通过变幅对重物进行精确定位时，其变幅的微动性尤为重要；进行大角度范围变幅时，变幅的速度比较重要，会影响作业效率。图1所示为起重机变幅动作的基本原理图。液压系统控制变幅油缸A4活塞杆A3从变幅油缸A4伸出时，使得起重机吊臂A2绕铰点逆时针旋转，变幅角度A5增大，从而实现变幅起。变幅油缸A4活塞杆A3缩回时，使得起重机吊臂A2绕铰点顺时针旋转，变幅角度A5减小，从而实现变幅落。
[0003]在变幅的过程中，变幅油缸的液压控制显得尤为重要，其决定了变幅动作的稳定性和安全性。图2为现有的一种变幅系统的液压原理图。如图2所示，起重机变幅控制手柄I’中位时，变幅无动作，换向阀4’出口传递至分流阀3’的压力为零，P 口压力只需克服分流阀3’弹簧力，从而打开分流阀3’，将P 口的油液泄回T 口，这时泵的出口压力特别小，从而达到了无动作时节能的作用。
[0004]变幅起时，控制手柄I ’动作，换向阀4’换向。P 口的油液通过平衡阀10 ’进入变幅油缸9’的无杆腔7’，使活塞杆8’伸出，实现变幅起动作。换向阀4’的进油口有压力补偿阀5’，换向阀4’在不同的位置时，由于压力补偿阀的不断调整，使换向阀4’的进出口压差始终保持一恒定值，从而保证向执行机构提供一稳定流量，换向阀4’在一固定的开口位置时，就有一定的流量，变幅油缸9’运动速度不受负载变化的影响，其它流量通过分流阀3，回 T 口。
[0005]变幅落时，控制手柄I’从中位到最大位动作时，换向阀4’换向，P 口的油液一部分进入油缸的有杆腔8’，同时打开平衡阀9’使无杆腔7’油液流出，实现变幅落动作；P 口另一部分通过分流阀3’流回油箱T。有杆腔8，若压力超过溢流阀6’的设定值，油液则溢流至油箱T。换向阀4’的进油口有压力补偿阀5’，换向阀4’在不同的位置时，由于压力补偿阀的不断调整，使换向阀4’的进出口压差始终保持一恒定值，从而保证向油缸的有杆腔8’提供一稳定流量，换向阀4’在一固定的开口位置时，就有一定的流量，油缸运动速度不受负载变化的影响，其它流量通过分流阀3’回T 口。
[0006]虽然现有技术中能保持变幅控制的稳定性和安全性，但是目前中小吨位起重机用于变幅控制的阀，其结构为多个阀和其它元件通过阀体集成连接。变幅起采用比例系统，手柄微开口时，系统微动性较差。变幅落时，通过手柄移动角度的大小来控制平衡阀开口的大小，从而控制变幅落的速度。该种变幅落的控制方式，依靠吊臂的自重变幅落，速度受手柄控制，但是在变幅角度比较大时，变幅落的速度比较慢，影响作业效率。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是提供一种起重机臂架变幅液压控制系统、变幅装置和起重机，以确保提高臂架变幅控制的微动性和变幅落的液压效率。
[0008]为实现上述目的，本发明提供一种起重机臂架变幅液压控制系统，包括压力油源、控制手柄、变幅油缸、换向阀、油箱，所述换向阀的第一工作油口和第二工作油口分别与所述变幅油缸的有杆腔和无杆腔连通，所述换向阀的进油口与所述压力油源连通，所述换向阀的回油口与所述油箱连通；所述控制手柄与所述换向阀两端的控制腔连通，以控制所述换向阀换向；
[0009]其中，所述换向阀包括过渡位，在该过渡位，所述变幅油缸的有杆腔与所述压力油源不连通，所述变幅油缸的无杆腔通过所述换向阀的第二工作油口和回油口与所述油箱连通以实现回油，且所述变幅油缸的有杆腔通过所述换向阀的第一工作油口和回油口与所述油箱连通实现背压补油。
[0010]进一步地，所述换向阀的回油口包括第一回油口和第二回油口，所述换向阀的阀芯上靠近该第一回油口的部分具有第一环形槽，所述换向阀的阀芯上靠近该第二回油口的部分具有第二环形槽；在所述控制手柄微动时，所述变幅油缸的有杆腔能够通过所述第一环形槽与所述油箱连通，所述变幅油缸的无杆腔能够通过所述第二环形槽与所述油箱连通。
[0011]进一步地，所述换向阀具有进油口，该进油口位于所述第一环形槽和所述第二环形槽之间；所述换向阀的进油口与所述第二环形槽之间设置有第三环形槽；
[0012]在所述过渡位，所述换向阀的进油口与所述换向阀的第一工作油口之间被所述换向阀的阀体封闭，所述第一工作油口与所述油箱经所述第一环形槽连通，所述第二工作油口与所述油箱经所述第二环形槽连通。
[0013]进一步地，在所述控制手柄微动时，所述换向阀的阀芯能够在微动区域内控制通过所述换向阀的进油口进入所述有杆腔的油液的流通面积。
[0014]进一步地，还包括压力平衡阀，所述换向阀的第二工作油口经所述压力平衡阀与所述变幅油缸的无杆腔连通，所述压力平衡阀的控制端与所述控制手柄连通，以通过平稳的先导油打开所述压力平衡阀。
[0015]进一步地，还包括压力补偿阀，所述压力补偿阀设置在所述换向阀的进油口与所述压力油源之间；所述换向阀上设置有负载反馈压力油口，所述负载反馈压力油口与所述压力补偿阀的弹簧侧的控制端连通。
[0016]进一步地，还包括分流阀，所述分流阀的一端与所述压力油源连通，另一端与所述油箱连通，且所述分流阀弹簧侧的控制端与所述换向阀的负载反馈压力油口连通；所述分流阀弹簧侧的控制端和所述压力补偿阀的弹簧测的控制端之间设有单向阀，所述单向阀的入口与所述压力补偿阀的弹簧测的控制端连通，所述单向阀的出口与所述分流阀的弹簧侧的控制端连通；以及单向溢流阀，所述单向溢流阀的入口与所述变幅油缸的有杆腔连通，所述单向溢流阀的出口与所述油箱连通。
[0017]进一步地，还包括主溢流阀，所述主溢流阀并联在所述压力油源和油箱之间。
[0018]本发明还提供一种起重机臂架变幅装置，其包括上述的液压控制系统。
[0019]本发明还涉及一种起重机，其包括上述的起重机臂架变幅装置。
[0020]本发明在换向阀中设置一个过渡位，根据不同手柄开口角度来决定是通过背压给有杆腔补油还是把换向阀进油口的油液引入有杆腔。同时设置微动区域，以使手柄微开口变幅落时速度较慢，微动性较好；过了微开口区域有高压油进入变幅缸有杆腔，同时使变幅缸无杆腔压力增大，提升了变幅落的速度。
【附图说明】
[0021]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0022]图1为现有技术的起重机臂架变幅机构的原理图。
[0023]图2为现有技术的起重机臂架变幅液压控制系统的原理图。
[0024]图3为本发明的起重机臂架变幅液压控制系统的一个具体实施例的原理图。
[0025]图4为本发明的起重机臂架变幅液压控制系统的主阀的一个具体实施例的剖面图。
[0026]图5?8为本发明的起重机臂架变幅液压控制系统的换向阀的阀芯的一个实施例的局部放大图。
【具体实施方式】
[0027]下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
[0028]如图3所示，本发明的起重机臂架变幅液压控制系统的一个具体实施例包括压力油源P、控制手柄1、变幅油缸9、换向阀4、油箱T，所述换向阀4的第一工作油口和第二工作油口分别与所述变幅油缸9的有杆腔8和无杆腔7连通，所述换向阀4的进油口与所述压力油源P连通，所述换向阀4的回油口与所述油箱T连通；所述控制手柄I与所述换向阀4两端的控制腔连通，以控制所述换向阀4换向；其中，所述换向阀4包括过渡位，在该过渡位，所述变幅油缸9的有杆腔8与所述压力油源P不连通，所述变幅油缸9的无杆腔7通过所述换向阀4的第二工作油口和回油口与所述油箱T连通以实现回油，且所述变幅油缸9的有杆腔8通过所述换向阀4的第一工作油口和回油口与所述油箱T连通实现背压补油。本发明的技术方案运用系统集成的思想，变幅起落采用同一换向阀阀杆。使变幅起为比例控制，变幅落时换向阀增加一过渡位，根据不同手柄开口角度来决定是通过背压给有杆腔补油还是把换向阀进油口的油液引入有杆腔。
[0029]进一步地，结合图4?8所示，所述换向阀4的回油口包括第一回油口 Tl和第二回油口 T2，所述换向阀4的阀芯上靠近该第一回油口 Tl的部分具有第一环形槽16，所述换向阀4的阀芯上靠近该第二回油口 T2的部分具有第二环形槽17 ;在所述控制手柄I微动时，所述变幅油缸9的有杆腔8能够通过所述第一环形槽16与所述油箱T连通，所述变幅油缸9的无杆腔7能够通过所述第二环形槽17与所述油箱T连通。这样的设置，在变幅角度较大时，变幅缸无杆腔压力较小，手柄微开口变幅落时速度较慢，微动性较好；过了微开口区域有高压油进入变幅缸有杆腔，同时使变幅缸无杆腔压力增大，提升了变幅落的速度，变幅落速度大小可以通过控制手柄开口角度的大小来控制，不影响变幅速度的可控性。
[0030]另外，所述换向阀的进油口位于所述第一环形槽16和所述第二环形槽17之间；所述换向阀4的进油口与所述第一环形槽16之间设置有换向阀的进油口 O ;所述换向阀4的进油口与所述第二环形槽17之间设置有第三环形槽18。所述过渡位，所述换向阀的进油口与所述换向阀的第一工作油口之间