用于塔机的多油缸同步顶升系统及塔机的制作方法

本发明涉及液压设备技术领域，具体地涉及一种用于塔机的多油缸同步顶升系统以及具有其的塔机。

背景技术：

随着时代的发展与建筑业的空前繁荣，大型电站、机场项目、海上大型平台建设项目日益增多，市场对“超大型塔机”的需求也越来越大，对产品的可靠性、效率及人性化程度的要求也越来越高。

目前，超大型建筑起重机所采用的“顶升系统”大多是“双油缸顶升系统”(2个顶升油缸)，即该系统由一台“泵站”和两台“顶升油缸”组成。对“双油缸顶升系统”而言，两台油缸运行的同步性精度是“双缸顶升系统”至关重要的技术指标。

塔机的“顶升系统”主要用于塔机的“升塔”与“拆塔”过程。如：随着楼层的增高，塔机也必须相应升高来满足工况要求——即升塔；工程竣工后，塔机要进行拆卸——即拆塔。顶升系统中的“泵站”主要功能是提供“顶升动力”——压力油，“顶升油缸”则是动力的“执行元件”。在“升塔”和“拆塔”中，必须通过“顶升系统”将“塔帽”顶起，再将“标准节”一节节安装于“塔身”上，实现升塔；或将“塔身”上的“标准节”一节节拆卸，实现“拆塔”。行业中，“双缸顶升系统”，其油缸主要安装于塔机左右两侧，左右各一台油缸，对称布置。

现有技术中，两条顶升油缸的同步性靠“平衡阀”来保证，这就需要对两个平衡阀的设定压力调到基本相同。而实际生产中，因压力表的精度有限(1mpa)，且有读数误差，要将两条顶升油缸上的平衡阀压力调到基本一致，是很难实现的。且每个平衡阀也存在个体差异性，只是单纯的通过平衡阀来保证系统的同步性是很难实现的。顶升系统同步性差，会导致工作过程发生偏载，造成顶升时摩擦阻力大，容易损坏导向滚轮，严重时会发生“倒塔”的安全事故。

另外，因“超大型大塔”的横梁与油缸质量都很大，现有技术方案中，在顶升或者降塔时，塔机两侧每侧至少需要4人在平台上进行协助，将“横梁”推入标准节上的“踏步”之内。塔机平台的活动空间有限，人不好着力，导致该过程的劳动强度很大。

如上所述，通过人工将横梁推入“踏步”之内时，因两侧的油缸总有同步性误差，导致两侧的油缸位移不一致，使得保持这个“发力”的过程会很长。若两侧的人员没有配合好，会导致操作失败，须重新再来。而现有技术方案中，油缸的同步性误差一般在50～100mm左右，油缸的顶升速度约0.31m/min，即5.2mm/s，就是说，这个发力的过程要保持10～20s，及其消耗体力。很多时候要操作两三次才能成功，效率很低，人工成本大。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术存在的多油缸顶升过程中，顶升油缸同步性差的问题。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种用于塔机的多油缸同步顶升系统，包括：

供油主油路，该供油主油路连接有柱塞泵，以能够泵送油液；

第一换向阀，所述供油主油路连接至该第一换向阀的进油口；

第一顶升控制油路，该第一顶升控制油路的一端连接至所述第一换向阀的第一工作油口，另一端连接有至少两条第一顶升执行油路；

第二顶升控制油路，该第二顶升控制油路的一端连接至所述第一换向阀的第二工作油口，另一端连接有至少两条第二顶升执行油路；

至少两台顶升油缸，每台所述顶升油缸的无杆腔与一条所述第一顶升执行油路对应连接，每台所述顶升油缸的有杆腔与一条所述第二顶升执行油路对应连接，以能够通过所述第一换向阀选择性地使得所述供油主油路连通至所述顶升油缸的有杆腔或者无杆腔；

平衡阀和调速阀，该平衡阀设置于每条所述第一顶升执行油路上，该调速阀设置于每条所述第二顶升执行油路上，以使得各台所述顶升油缸同步运行。

优选地，所述用于塔机的多油缸同步顶升系统还包括：

分别与各个所述顶升油缸对应连接的至少两台辅助油缸，所述顶升油缸的伸缩杆连接有横梁，所述辅助油缸连接至所述顶升油缸，并能够驱动所述顶升油缸动作为使得所述横梁挂入踏步内或从所述踏步内退出；

第一辅助油路和第二辅助油路，该第一辅助油路的一端连接至第二换向阀的第一工作油口，另一端连接至所述辅助油缸的无杆腔；所述第二辅助油路的一端连接至所述第二换向阀的第二工作油口，另一端连接至所述辅助油缸的有杆腔，以能够通过所述第二换向阀选择性地向所述辅助油缸的有杆腔或者无杆腔供油。

优选地，所述第一辅助油路上设置有节流阀，以限制所述辅助油缸的动作速度。

优选地，所述第一换向阀具有第一连通位置、第二连通位置和第三连通位置；所述第二换向阀的进油口通过辅助进油油路连接至所述第一换向阀的回油口；

当所述第一换向阀切换至该第一换向阀的第一连通位置时，所述供油主油路连通所述第一顶升控制油路以能够向所述顶升油缸的无杆腔供油；

当所述第一换向阀切换至该第一换向阀的第二连通位置时，所述供油主油路连通所述辅助进油油路并能够由所述第二换向阀控制为向所述辅助油缸的有杆腔或无杆腔供油；

当所述第一换向阀切换至该第一换向阀的第三连通位置时，所述供油主油路连通所述第二顶升控制油路以能够向所述顶升油缸的有杆腔供油。

优选地，所述用于塔机的多油缸同步顶升系统还包括：

辅助溢流油路，该辅助溢流油路上设有辅助溢流阀并在一端连接至所述辅助进油油路。

优选地，所述第二换向阀具有第一连通位置、第二连通位置和第三连通位置；

当所述第二换向阀切换至该第二换向阀的第一连通位置时，所述第一辅助油路连通所述辅助进油油路，所述第二辅助油路连通回油油路；

当所述第二换向阀切换至该第二换向阀的第二连通位置时，所述辅助进油油路、所述第一辅助油路和所述第二辅助油路均连通所述回油油路；

当所述第二换向阀切换至该第二换向阀的第三连通位置时，所述第二辅助油路连通所述辅助进油油路，所述第一辅助油路连通回油油路。

优选地，所述回油油路上设有回油过滤器，该回油过滤器包括并联设置的过滤装置和背压阀。

优选地，所述的用于塔机的多油缸同步顶升系统还包括：

顶升溢流油路，该顶升溢流油路上设有顶升溢流阀并在一端连接至所述第二顶升控制油路，所述顶升溢流阀的开启压力小于所述主溢流阀的开启压力。

优选地，所述的用于塔机的多油缸同步顶升系统还包括：

主溢流油路，该主溢流油路上设有主溢流阀并在一端连接至所述供油主油路，所述主溢流阀的开启压力大于所述顶升溢流阀的开启压力。

本发明在另一方面还提供了一种塔机，包括塔身以及如上所述的顶升系统，所述顶升油缸的缸体可旋转地连接于所述塔身，所述辅助油缸的缸体连接于所述塔身，当驱动所述辅助油缸的伸缩杆动作时，所述顶升油缸能够发生摆动以便于将所述横梁挂入所述踏步内。

通过上述技术方案，本发明有效解决了“双缸顶升系统”油缸顶升不同步的技术难题，同步性能的大幅提升增强了顶升系统的安全性，有效提升了导向滚轮的使用寿命。顶升过程更加流畅，缩短了作业时间，提升了效率。

另外，本发明使辅助油缸取代人工操作，极大地降低了作业人员的劳动强度，降低了人员需求数量(8人减少为2人)，杜绝了重复的无效操作，极大地提升了顶升效率，降低了人工成本，也降低了人员安全风险。

附图说明

图1是本发明的用于塔机的多油缸同步顶升系统的结构示意图。

附图标记说明

1顶升油缸2平衡阀

3调速阀4第一换向阀

5压力表6电机

7柱塞泵8吸油滤网

9空气滤清器10液位液温计

11回油过滤器12辅助压力表

13第二换向阀14辅助油缸

15节流阀16顶升溢流阀

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。

首先需要说明的是，在本发明中，术语“第一”、“第二”、……等仅用于将不同技术特征区别开来，并不用于限定技术特征的轻重主次，在需要的情况下，这些技术特征所能达到的效果基本相同。

另外，在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。

参考图1所示，本发明提供了一种用于塔机的多油缸同步顶升系统，该顶升系统包括供油主油路、第一换向阀4、第二换向阀4、顶升油缸1、辅助油缸14、第一顶升控制油路、第二顶升控制油路、第一辅助控制油路和第二辅助控制油路。

供油主油路连接至第一换向阀4的进油口，从而为顶升系统供油，其连接有柱塞泵7以能够由泵站泵送油液，该柱塞泵7的动力源可以是一般电机6，在供油主油路上还可以连接有压力表5，以供作业人员能够随时监测顶升系统的供油压力，使得本顶升系统更为安全。

顶升油缸1的伸缩杆连接有横梁，为使得该横梁能够顺利挂入到踏步内，本顶升系统还具有辅助油缸14，该辅助油缸14的伸缩杆通过抱箍连接至顶升油缸1的活塞杆一侧的缸筒上，并能够驱动顶升油缸1动作，以协助顶升油缸1将横梁挂入踏步内或使得横梁从踏步内退出。

第一顶升控制油路和第二顶升控制油路用于驱动顶升油缸1动作，第一顶升控制油路的一端连接至第一换向阀4的第一工作油口，另一端连接至顶升油缸1的无杆腔；第二顶升控制油路的一端连接至第一换向阀4的第二工作油口，另一端连接至顶升油缸1的有杆腔，进而能够通过第一换向阀4选择性地使得供油主油路连通至顶升油缸1的有杆腔或者无杆腔，以驱动顶升油缸1的伸缩杆顶出或者收回。

第一辅助油路和第二辅助油路用于驱动辅助油缸14动作，第一辅助油路的一端连接至第二换向阀13的第一工作油口，另一端连接至辅助油缸14的无杆腔；第二辅助油路的一端连接至第二换向阀13的第二工作油口，另一端连接至辅助油缸14的有杆腔，进而能够通过第二换向阀13选择性地向辅助油缸14的有杆腔或者无杆腔供油，以驱动辅助油缸14的伸缩杆顶出或者收回。

通过上述技术方案，在收横梁过程中，当顶升油缸1的活塞杆收到一定位置时，则切换第二换向阀13将辅助油缸14的活塞杆顶出，带动顶升油缸1运动。因横梁连接于顶升油缸1的活塞杆端，则横梁跟随顶升油缸1一起被推向标准节的踏步位置处。此时，切换第一换向阀4将顶升油缸1的活塞杆适当顶出，使得横梁挂入踏步内以完成换步。该换步过程无需人力推动横梁挂入踏步以进行换步，方便快捷，效率高。

根据图1所示的实施例，顶升系统可以包括两台顶升油缸1和分别与各个顶升油缸1对应连接的两台辅助油缸14，第一顶升控制油路具有分别连接至两台顶升油缸1的无杆腔的两条第一顶升执行油路，第二顶升控制油路具有分别连接至两台顶升油缸1的有杆腔的两条第二顶升执行油路，其中，每条第一顶升执行油路上设置有平衡阀2。

如上所述，两台顶升油缸1均与泵站相连，顶升油缸1的无杆腔的油液压力相等。理论上，塔头重量经过配平后，施加在两台顶升油缸1上的负载相当，在顶升系统的结构设计中，本发明充分保证两台顶升油缸1各侧的结构、管路的对称设计，故塔机在顶升时，自然保证两台顶升油缸1同步运行。

另外，为了保证两台顶升油缸1在收缸过程中的同步性，本发明在每条第二顶升执行油路上设置有调速阀3。收缸过程包括负载下降与收横梁两个过程，理想情况下，收缸过程同顶升过程一样，两台顶升油缸1能自动保持同步。但收缸过程要开启顶升油缸1上的平衡阀2，由于平衡阀2的实际设定压力不可以达到完全一致，以及平衡阀2的个体差异及质量稳定性不同，实际工况中，两台顶升油缸1是很难达到基本同步的。本发明在两台顶升油缸1的有杆腔侧分别加了一个调速阀3，分别控制进入顶升油缸1的油液流量，当进入顶升油缸1的流量基本相当时，则两台顶升油缸1就能趋于同步运行。

根据本发明，第一换向阀4优选地具有三个连通位置，即第一连通位置、第二连通位置和第三连通位置，并且第二换向阀13的进油口通过辅助进油油路连接至第一换向阀4的回油口。当第一换向阀4切换至该第一换向阀4的第一连通位置时，供油主油路连通第一顶升控制油路以能够向顶升油缸1的无杆腔供油；当第一换向阀4切换至该第一换向阀4的第二连通位置时，供油主油路连通辅助进油油路并能够由第二换向阀13控制为向辅助油缸14的有杆腔或无杆腔供油；当第一换向阀4切换至该第一换向阀的第三连通位置时，供油主油路连通第二顶升控制油路以能够向顶升油缸1的有杆腔供油。如此设置，使得本发明的顶升系统易于控制，并且使得辅助油缸14能够通过第一换向阀4和第二换向阀13与顶升油缸1共用一个柱塞泵7以供油，便于联动控制顶升油缸1和辅助油缸14。

第二换向阀13进一步也可以具有第一连通位置、第二连通位置和第三连通位置。当第二换向阀13切换至该第二换向阀13的第一连通位置时，第一辅助油路连通辅助进油油路，第二辅助油路连通回油油路；当第二换向阀13切换至该第二换向阀13的第二连通位置时，辅助进油油路、第一辅助油路和第二辅助油路均连通回油油路；当第二换向阀13切换至该第二换向阀13的第三连通位置时，第二辅助油路连通辅助进油油路，第一辅助油路连通回油油路。如此设置，使得本发明的顶升系统易于控制，此外，在负载顶升过程中，随着顶升油缸1的活塞杆顶出，辅助油缸14的活塞杆因抱箍位置的变化而产生退让动作，此时的第二换向阀13处于第二连通位置，辅助油缸14的无杆腔的油液则通过第二换向阀13回流至泵站，如此循环这每一个换步动作，辅助完成塔机的顶升加节。

第一辅助油路上进一步可以设置节流阀15，以限制辅助油缸14的动作速度。因辅助油缸14的缸径小，必须通过节流阀15来节流限制顶升速度，以防止顶出的速度过快产生冲击。辅助进油油路还连接有辅助溢流油路，在该辅助溢流油路上设置有辅助溢流阀，用于辅助油缸动作的多余的油液可以通过该辅助溢流阀进行溢流，该辅助溢流油路上还设置有辅助压力表12。

为了保证油液的纯度，防止带有杂质的油液堵塞管道或者损坏顶升系统的其他部件，在供油主油路与泵站连接的一端可以设置吸油滤网8；在回油油路上也可以设置回油过滤器11，该回油过滤器11具体包括并联设置的过滤装置和背压阀；在泵站上还可以设置空气滤清器9。如此，保证了泵站中油液的纯度，更保证了进入供油主油路的油液的纯度。

本发明的顶升系统进一步可以包括顶升溢流油路，该顶升溢流油路上设置顶升溢流阀16，并在一端连接至第二顶升控制油路。该顶升溢流阀16使得当调速阀3工作时，系统的溢流压力不至于太高，减少系统发热。为了保证本顶升系统的稳定性，本发明优选地包括主溢流油路，该主溢流油路上设有主溢流阀并在一端连接至供油主油路，该主溢流阀的开启压力大于顶升溢流阀16的开启压力。

在本发明的具体实施例中，泵站上还可以设置液位液温计10，该液位液温计10准确度高，读数容易且坚固耐震，方便作业人员对泵站的管理工作。

本发明在另一方面还公开了一种塔机，该塔机包括塔身以及如上所述的顶升系统，顶升油缸1的缸体可旋转地连接于塔身，辅助油缸14的缸体连接于塔身，当驱动辅助油缸14的伸缩杆动作时，顶升油缸1能够发生摆动以便于将横梁挂入踏步内。

通过上述技术方案，本发明通过设置辅助油缸14，利用液压动力系统来推动横梁，取代人工操作，不但提升了工作效率，降低了人工成本，更解放了劳动力，提升了顶升系统的人性化。另外，本发明有效解决了“双缸顶升系统”的顶升油缸1不同步的技术难题，使两顶升油缸1的同步性误差由原来的50～100mm，提升为同步性误差不大于15mm。同步性能的大幅提升增强了顶升系统的安全性，有效提升了导向滚轮的使用寿命。顶升过程更加流畅，缩短了作业时间，提升了效率，提升了顶升系统的可靠性与安全性。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。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，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。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。