专利名称：起重机水平支腿和垂直支腿顺序伸缩动作的液压控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于控制起重机支腿伸缩顺序的结构部件，确切地说，涉及一种起重机水平支腿和垂直支腿顺序伸缩动作的液压控制装置，属于起重机中具有支腿的底部支承结构的技术领域。
现有的起重机上的水平支腿和垂直支腿都设有两套控制油路，参见图1，它们是由两个液压方向控制阀3、5分别控制水平支腿油缸2和垂直支腿油缸7而完成操作的，液压油通过液压方向控制阀3后，一路经过单向节流阀4进入水平支腿油缸2的大腔；另一路经过单向节流阀1进入水平支腿油缸2的小腔，变换液压方向控制阀3的阀位，可以实现水平支腿油缸2内的活塞杆伸缩运动。液压油通过液压方向控制阀5以后，一路经过单向节流阀10，再经过双向液压锁9进入垂直支腿油缸7的大腔；另一路经过单向节流阀8和双向液压锁9，进入垂直支腿油缸7的小腔，变换液压方向控制阀5的阀位，可以实现垂直支腿油缸7内的活塞杆上下伸缩运动。该液压控制管路的缺点是使用的液压元器件较多、成本高；而且，最主要的缺点是水平支腿油缸2和垂直支腿油缸7的伸缩动作都是由操作者人工控制的，在两个油缸动作的先后次序上，如果出现误动作，将会损坏设备或者造成重大事故。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种起重机水平支腿和垂直支腿顺序伸缩动作的液压控制装置，该液压控制装置是在一个液压方向控制阀的控制下，使得水平支腿和垂直支腿必须按照设定的操作顺序进行伸缩移动，从而能够有效地克服现有的起重机水平支腿和垂直支腿存在的使用时有可能发生误操作的缺陷，本实用新型的目的是这样实现的一种起重机水平支腿和垂直支腿顺序伸缩动作的液压控制装置，包括有水平支腿油缸、垂直支腿油缸、方向控制阀、两个单向背压阀、液压锁以及液压油管；其特征在于所述的方向控制阀输出的一路液压油通过一个可调单向背压阀，进入水平支腿油缸活塞杆内的油管，再进入水平支腿油缸的大腔；然后，再由水平支腿油缸的大腔端部接头输出，经过液压油管、液压锁和接头进入垂直支腿油缸的大腔端部；方向控制阀输出的另一路液压油通过另一个可调单向背压阀，进入水平支腿油缸活塞杆内的另一支油管，再进入水平支腿油缸的小腔；然后，再由水平支腿油缸的小腔端部接头输出，经过液压油管、液压锁和接头进入垂直支腿油缸的小腔端部，藉此构成控制回路；其中水平支腿油缸和垂直支腿油缸大小腔面积之比必须满足下列关系S水小/ S水大＜S垂小/S垂大，即水平支腿油缸小腔面积与其大腔面积的比值必须小于垂直支腿油缸小腔面积与其大腔面积的比值。
所述的给两个油缸大小腔分别提供相应的回油背压的两个单向背压阀的压力是可以调节的，其背压调接的范围为0.5Mpa～12Mpa，可以适用于起重载荷为0.5吨～20吨的起重机。
本实用新型通过一个液压方向控制阀就可以控制起重机械的一组或多组水平支腿油缸和垂直支腿油缸进行顺序伸缩操作，即在伸出支腿时，先伸出水平支腿油缸的活塞杆，然后伸出垂直支腿油缸的活塞杆；在收缩支腿时，则先缩回垂直支腿油缸的活塞杆，然后缩回水平支腿油缸的活塞杆；能够确保起重作业安全。
本实用新型的液压控制回路结构简单，液压元件少，工作可靠；而且，除了水平支腿油缸需要在其活塞杆内增设两支油管为非液压标准件以外，其它的液压元器件都是标准件，因此，该装置生产成本比较低廉，容易推广应用，有很好的市场前景。
图1是现在使用的起重机水平支腿和垂直支腿的液压控制装置的原理图。
图2a、图2b和图2c分别是起重机处于非作业状态，其水平支腿和垂直支腿都完全缩回时的结构状态侧视图、正视图和回转台底座等部件的局部剖面俯视图。
图3a和图3b是起重机处于准备起吊作业状态，其水平支腿和垂直支腿都完全伸出，并通过其支脚支撑在地面上，使汽车的前轮离开地面的结构状态侧视图和正视图。
图4是本实用新型起重机的一组水平支腿和垂直支腿顺序伸缩动作的液压控制装置的液压元件连接图。
参见图2和图3，安装在载货汽车12上的起重机械11的回转台底部的圆柱齿轮24安装在底座17的回转孔内，两个回转油缸22固定在底座17上，回转油缸22内的活塞杆23带有齿条，该齿条与回转台的齿轮柱24互相啮合，带有齿条的活塞杆23的往复直线运动带动起重机械11的回转台绕其中心轴线25旋转。水平支腿16是用钢板焊接成的截面为矩形的长筒形构件，嵌入安装在底座17的水平矩形孔内，并可以在底座17的矩形孔内往复移动。水平支腿油缸15的活塞杆铰接孔与底座17以铰接轴14铰接，水平支腿油缸15的缸筒铰接孔与水平支腿16以铰接轴18铰接，水平支腿油缸15内的活塞杆伸缩移动能够带动水平支腿16在底座17的矩形孔内伸缩移动。两个垂直支腿液压油缸19分别安装在水平支腿16的端部，水平支腿16的伸缩移动会带动垂直支腿液压油缸19在水平方向平移运动，垂直支腿油缸19的活塞杆端部与支脚20固定连接。双向液压锁13安装在垂直支腿油缸19的外侧，保证在液压方向控制阀32处于中间位置时，不会因为起重机的负荷变化而使垂直支腿油缸19产生伸缩动作，以增强起重机械整体的稳定性。
本实用新型的一个液压方向控制阀实际上可以控制两组或四组水平支腿和垂直支腿的伸缩动作，因为其原理是相同的，所以下面结合图4只描述液压控制装置对其中一组水平支腿和垂直支腿控制其顺序伸缩动作的工作原理。
参见图4，本实用新型采用一个三位四通方向控制阀32同时控制水平支腿油缸15和垂直支腿油缸19，从方向控制阀输出的一路液压油通过可调单向背压阀28，进入水平支腿油缸15的活塞杆30内的一支油管，再进入水平支腿油缸15的大腔；然后，再从水平支腿油缸15大腔端部的接头输出，经过液压油管21和双向液压锁13，从垂直支腿油缸19大腔端部的接头进入垂直支腿油缸19的大腔。此为使两个支腿向外伸出时的压力油路，也是两个支腿向内收缩时的回油油路。方向控制阀32输出的另一路液压油通过可调单向背压阀29，进入水平支腿油缸15的活塞杆30内的另一支油管，再进入水平支腿油缸15的小腔；然后，再从水平支腿油缸15的小腔端部的接头输出，经过液压油管21和双向液压锁13，从垂直支腿油缸19小腔端部的接头进入垂直支腿油缸19的小腔。此为使两个支腿向内收缩时的压力油路，也是使两个支腿向外伸出时的回油油路。
本实用新型除液压回路需要满足上述连接关系以外，其中水平支腿油缸和垂直支腿油缸的大小腔面积之比还必须满足下列关系S水小/S水大＜S垂小/S垂大，即水平支腿油缸小腔面积与其大腔面积的比值必须小于垂直支腿油缸小腔面积与其大腔面积的比值，而且，两个单向背压阀必须分别给两个油缸的大小腔设定适当的背压，才能真正实现顺序伸缩两种支腿的发明目的。
下面结合一实施例，说明本实用新型两个油缸大小腔面积之比的大小关系本实用新型的水平支腿油缸15的缸径φ水缸＝63mm，其活塞杆的外径φ小杆＝50mm。因此，该水平支腿油缸15的大腔面积S水大＝3117.25mm2，小腔面积S水小＝1153.75mm2。垂直支腿油缸19的缸径φ垂缸＝90mm，其活塞杆外径φ垂杆＝63mm。因此，该垂直支腿油缸19的大腔面积S垂大＝6361.7mm2，小腔面积S垂小＝3244.5mm2。
这两个油缸15、19的大小油腔面积之比必须满足下列关系S水小/S水大＜S垂小/S垂大在垂直支腿油缸19的支脚20没有接触到地面时，没有外部负荷；当其接触地面时，其外部负荷为向上的单向受力20000N。而水平支腿油缸15伸缩移动的双向阻力均为500N。
将可调单向背压阀28的背压调节为1.5Mpa，可调单向背压阀29的背压调节为2Mpa；双向液压锁13的开启压力为0.3Mpa。
在水平支腿16和垂直支腿19顺序伸出时，应该是水平支腿油缸15和垂直支腿油缸19的大腔进油，小腔回油。水平支腿油缸15的大腔压力达到P水大＝(2Mpa×小腔面积S水小+移动阻力)/大腔面积S水大＝(2×1153.75+500)/3117.25＝0.9Mpa时，即可推动水平支腿油缸15的活塞杆伸出。
如果要使垂直支腿油缸19活塞杆伸出，其大腔压力应达到P垂大＝2Mpa×小腔面积S垂小/大腔面积S垂大＝2×3244.5/6361.7＝1.02Mpa。
因为两个油缸15、19处于同一个液压控制回路中，当进油油路中的压力达到0.9Mpa时，水平支腿油缸15的活塞杆开始伸出，使得进油油路的压力不会再上升，即不会达到推动垂直支腿油缸19活塞杆伸出时所需的压力1.02Mpa。只有当水平支腿油缸15的活塞杆伸出到位以后，不能够再移动，进油油路的压力才能够继续上升。当油压上升到1.02Mpa时推动垂直支腿油缸19的活塞杆向外伸出，即保证了水平支腿16和垂直支腿19必须按照顺序向外伸出。
另外，本实用新型的水平支腿油缸15和垂直支腿油缸19也是按照设定顺序先后缩回的，此时是两个油缸的小腔进油，大腔回油。当垂直支腿油缸19下部的支脚20还与地面接触时，进油油路的压力达到双向液压锁的开启压力0.3Mpa时，垂直支腿油缸19的活塞杆就可以回缩。此时，其大腔压力PB大＝(双向液压锁的开启压力×小腔面积S垂小+外部负荷)/大腔面积S垂大＝(03×3244.5+20000)/6361.7＝3.3Mpa，远大于可调单向背压阀28的开启压力1.5Mpa，垂直支腿油缸19就开始缩回。
这时，由于双向液压锁13的不断启闭，使得水平支腿油缸15的大腔压力在1.5Mpa～3.3Mpa之间波动。如果水平支腿油缸15要回缩，其小腔压力至少应达到P水小＝单向背压阀28的背压×大腔面积S水小/小腔面积S水小＝1.5×3117.25/1153.75＝4.053Mpa。但是，由于垂直支腿油缸19杆中的活塞在移动，使得水平支腿油缸15中的小腔压力保持在0.3Mpa上下，小腔的压力不会上升到4.053Mpa，即水平支腿油缸15不会回缩。
当垂直支腿下部与地面不接触时，下部的外部负荷消除，垂直支腿油缸19的大腔压力由单向背压阀28控制为1.5Mpa，如果垂直支腿油缸要回缩，其小腔的压力应为P垂小＝单向背压阀28的背压×大腔面积S垂大/小腔面积S垂小＝1.5×6361.7/3244.5＝2.94Mpa，而如果水平支腿油缸要回缩，其小腔压力应不小于P水小＝单向背压阀28的背压×大腔面积S水大/小腔面积S水小＝1.5×3117.25/1153.75＝4.055Mpa。当垂直支腿油缸小腔内的压力上升到2.94Mpa时，垂直支腿油缸的活塞杆就开始回缩，使得其小腔压力不再继续上升，即水平支退油缸的活塞杆就不能回缩。只有当垂直支腿油缸的活塞杆回缩到位后，不再移动，进油油路压力才能够继续上升，在其压力达到4.055Mpa时，水平支腿油缸的活塞杆才开始回缩，即保证了水平支腿和垂直支腿能够按照顺序回缩。
权利要求1.一种起重机水平支腿和垂直支腿顺序伸缩动作的液压控制装置，包括有水平支腿油缸、垂直支腿油缸、方向控制阀、两个单向背压阀、液压锁以及液压油管；其特征在于所述的方向控制阀输出的一路液压油通过一个可调单向背压阀，进入水平支腿油缸活塞杆内的油管，再进入水平支腿油缸的大腔；然后，再由水平支腿油缸的大腔端部接头输出，经过液压油管、液压锁和接头进入垂直支腿油缸的大腔端部；方向控制阀输出的另一路液压油通过另一个可调单向背压阀，进入水平支腿油缸活塞杆内的另一支油管，再进入水平支腿油缸的小腔；然后，再由水平支腿油缸的小腔端部接头输出，经过液压油管、液压锁和接头进入垂直支腿油缸的小腔端部，藉此构成控制回路；其中水平支腿油缸和垂直支腿油缸的大小腔面积之比必须满足下列关系S水小/S水大＜S垂小/S垂大，即水平支腿油缸的小腔面积与其大腔面积的比值必须小于垂直支腿油缸的小腔面积与其大腔面积的比值。
2.根据权利要求1所述的起重机水平支腿和垂直支腿顺序伸缩动作的液压控制装置，其特征在于所述的给两个油缸大小腔分别提供相应的回油背压的两个单向背压阀的压力是可以调节的，其背压调接的范围为0.5Mpa～12Mpa，可以适用于起重载荷为0.5吨～20吨的起重机。
专利摘要一种起重机水平支腿和垂直支腿顺序伸缩动作的液压控制装置，包括有两个支腿油缸、方向控制阀、单向背压阀、液压锁以及油管；其中方向控制阀输出的一路液压油经一单向背压阀，进入水平支腿油缸活塞杆内的油管，再进入该油缸大腔；然后，由该大腔端部接头输出，经油管、液压锁、接头进入垂直支腿油缸大腔；方向控制阀输出的另一路液压油经另一单向背压阀，进入水平支腿油缸活塞杆内另一支油管，再进入该油缸小腔；然后，由该小腔端部接头输出，经油管、液压锁、接头进入垂直支腿油缸小腔，藉此构成控制回路；而且水平支腿油缸小腔面积与其大腔面积的比值必须小于垂直支腿油缸小腔面积与其大腔面积的比值，两个单向背压阀要设定适当背压。
文档编号B66C23/80GK2601238SQ03201118
公开日2004年1月28日 申请日期2003年1月13日 优先权日2003年1月13日
发明者马继春, 高峰, 高青春 申请人:安徽省三色照明股份有限公司