专利名称：卷扬机构的液压系统和起重机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工程机械领域，具体地，涉及一种卷扬机构的液压系统和起重机。
背景技术：
溜钩是指卷扬机构在进行下放重物的动作时，由于液压系统的供油量不足，导致液压马达的内部不能充满油液，而液压马达本身受到所吊装的重物的拉力，液压马达的内部产生负压，使得重物的下放速度无法控制。具有卷扬机构的工程机械，例如汽车起重机、全路面起重机，在工程机械的任何工况下，都必须保证卷扬机构的液压系统的液压马达内充满油液，从而保证液压马达不会因为系统泄漏而导致吸空，以避免卷扬机构的溜钩现象的发生。在现有的汽车起重机中，卷扬机构的液压系统在主阀开口很小的情况下，主泵通过主阀向液压马达提供油液。当主泵供给液压马达的流量比液压马达自身的泄漏量小时，就会导致液压马达吸空，出现卷扬机构的溜钩现象，进而引起安全事故的发生，存在严重的安全隐患。尤其，在液压马达使用时间较长，容积效率较低时，溜钩现象发生的概率更大。具体地，当主泵向液压系统供给的流量很小时，例如主泵效率很低并且转速很小的情况，或者主泵为变量泵，主泵的供油量与主阀的通流面积成正比而主阀通流面积较小，或者是液压马达的泄漏量很大，此时液压马达会吸空，导致溜钩现象的发生。另外，在起吊的重物停留在半空中时，整车(例如汽车起重机)熄火后,若液压马达和回油路存在泄漏点，假如不及时向液压系统补充油液，空气会进入液压系统内部，因而在卷扬机构二次起升时会导致液压马达吸空而发生溜钩现象。特别是，在整车熄火后，整个系统失去动力，如果制动装置失效，系统不能给液压马达及时补油，会导致液压马达在重物的作用下吸空，因而出现溜钩现象。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种卷扬机构的液压系统和起重机，该液压系统能够在整车熄火时防止液压马达吸空，避免卷扬机构溜钩现象的发生，提高了卷扬机构的安全性和操作可靠性。为了实现上述目的，本实用新型的一方面提供一种卷扬机构的液压系统，该液压系统包括油箱、主泵、主阀和液压马达，所述主泵的进油口与所述油箱连通，所述主泵的出油口通过进油管与所述主阀的进油口连接，所述主阀的回油口通过回油管与所述油箱连接，所述主阀的第一工作油口与所述液压马达的第一腔连接，所述主阀的第二工作油口与所述液压马达的第二腔连接，其中，所述液压系统还包括背压阀、第一方向控制阀和第二方向控制阀，所述背压阀连接在所述回油管上，使得所述背压阀和所述主阀之间产生一定背压，所述第一方向控制阀的进油口与所述背压阀和所述主阀之间的管路连通，所述第一方向控制阀的出油口与所述主阀的第二工作油口与所述液压马达的第二腔之间的管路连通，所述第二方向控制阀与所述背压阀并联，以允许油液从所述回油管和/或所述油箱流到所述液压马达的第二腔。优选地，所述液压系统还包括补油泵，该补油泵的进油口与所述油箱连通，所述补油泵的出油口与所述方向控制阀的进油口连通。优选地，所述第一方向控制阀为单向阀。优选地，所述背压阀为单向阀，所述背压阀的开启压力大于所述第一方向控制阀的开启压力。优选地，所述第二方向控制阀为单向阀。优选地,所述补油泵为定量泵。优选地，所述液压系统还包括第一溢流阀，该第一溢流阀与所述第一方向控制阀并联。优选地，所述第一溢流阀和所述第一方向控制阀形成为一体。优选地，所述液压系统还包括平衡阀，该平衡阀连接在所述液压马达的第一腔和所述主阀的第一工作油口之间，所述平衡阀的控制口与所述液压马达的第二腔和所述主阀的第二工作油口之间的所述管路连通。优选地，所述液压系统还包括制动缸和制动阀，所述制动缸的活塞杆与所述液压马达的转轴可分离地连接，所述制动阀连接在控制油路上并且选择性地连通所述制动缸和控制油源或者所述油箱，并且所述制动阀的控制口与所述平衡阀连通。优选地，所述液压系统还包括第二溢流阀，该第二溢流阀的进油口连接在所述主泵和所述主阀之间，所述第二溢流阀的出油口连接在所述背压阀和所述主阀之间。本实用新型的另一方面提供一种起重机，该起重机包括上面所述的卷扬机构的液压系统。通过上述技术方案，由于在卷扬机构的回油管上连接有背压阀，使得背压阀和主阀之间产生一定背压，从而通过回油管流向油箱的油液能够通过第一方向控制阀流向液压马达，以在液压马达供油不足时向液压马达的进油口供油。由于在整车熄火后，整个液压系统失去动力，而回油管补充的油液可能不足，若制动装置失效，液压马达在重物作用下转动，液压系统在液压马达的第二腔的吸力作用下可以通过第二方向控制阀从油箱直接向液压马达补油，避免液压马达吸空。因此，该液压系统可以保证在任何情况下，特别是在整车熄火时，都有足够的油液补充给液压马达，防止液压马达吸空，从而有效避免卷扬机构的溜钩现象的发生，保证起重机的运行安全，提高了卷扬机构的安全性和操作可靠性。本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式
部分予以详细说明。
附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式
一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:图1是本实用新型的第一实施方式的卷扬机构的液压系统的原理图；图2是本实用新型的第二实施方式的卷扬机构的液压系统的原理图。附图标记说明1 油箱2 主泵3 主阀4 液压马达[0028]5 进油管6 回油管7 补油泵8 背压阀9 第一方向控制阀10 平衡阀11 制动缸12 制动阀13 控制油路14 控制油源15 第一溢流阀16 第二溢流阀17 第二方向控制阀X 平衡阀的控制口Y 制动阀的控制口具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
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实用新型，并不用于限制本实用新型。如图1和图2所示，本实用新型的一方面提供一种卷扬机构的液压系统，该液压系统包括油箱1、主泵2、主阀3和液压马达4，所述主泵2的进油口与所述油箱I连通，所述主泵2的出油口通过进油管5与所述主阀3的进油口连接，所述主阀3的回油口通过回油管6与所述油箱I连接，所述主阀3的第一工作油口与所述液压马达4的第一腔连接，所述主阀3的第二工作油口与所述液压马达4的第二腔连接，其中，所述液压系统还包括背压阀
8、第一方向控制阀9和第二方向控制阀17，所述背压阀8连接在所述回油管6上，使得所述背压阀8和所述主阀3之间产生一定背压，所述第一方向控制阀9的进油口与所述背压阀8和所述主阀3之间的管 路连通，所述第一方向控制阀9的出油口与所述主阀3的第二工作油口与所述液压马达4的第二腔之间的管路连通，所述第二方向控制阀17与所述背压阀8并联，以允许油液从所述回油管6和/或所述油箱I流到所述液压马达4的第二腔。由于在卷扬机构的回油管6上连接有背压阀8，使得背压阀8和主阀3之间产生一定背压，从而通过回油管6流向油箱I的油液能够通过第一方向控制阀9流向液压马达4，以在液压马达4供油不足时向液压马达4的进油口独立供油。由于在整车熄火后，整个液压系统失去动力，而回油管6补充的油液可能不足，若制动装置失效，液压马达4在重物作用下转动，液压系统在液压马达4的第二腔的吸力作用下可以通过第二方向控制阀17从油箱I直接向液压马达4补油，避免液压马达4吸空。因此，该液压系统可以保证在任何情况下，特别是在整车熄火时，都有足够的油液补充给液压马达4，防止液压马达4吸空，从而有效避免卷扬机构的溜钩现象的发生，保证起重机的运行安全，提高了卷扬机构的安全性和操作可靠性。该液压系统的具体工作原理为:当卷扬机构需要下放重物时，即将重物吊往低处，主阀3处于右位，主泵2的出油口通过主阀3与液压马达4的第二腔连通，液压马达4的第一腔通过主阀3与油箱I连通，液压马达4顺时针转动以下放重物；当卷扬机构需要起吊重物时，即将重物吊往高处，主阀3处于左位，主泵2的出油口通过主阀3与液压马达4的第一腔连通，液压马达4的第二腔通过主阀3与油箱I连通，液压马达4逆时针转动以起吊重物；当卷扬机构需要将重物停留在半空时，主阀3处于中位，主泵2与液压马达4不连通，液压马达4内的油液保持稳定，重物稳定地保持在半空中。其中，主阀3通常采用换向阀并且可以采用手动、电控等控制方式，本实施方式中所示为手动式三位四通换向阀，但是本实用新型并不限于三位四通换向阀。主阀3的开口大小对卷扬机构的动作速度具有调节作用，其开口大小与卷扬机构的动作速度的快慢成正比。其中，背压阀8能够产生一定的背压，该背压大于0，以抵消液压系统的管路中的压力损失，并且使得回油能够有一定的压力以打开第一方向控制阀9。另外，在起吊的重物停留在半空中时，整车熄火后，若液压马达和回油路存在泄漏点，背压阀8能够防止空气进入液压系统的液压马达4内，且在液压马达4的第二腔的吸力作用下油箱I中的油液通过第二方向控制阀17和第一方向控制阀9补充给液压马达4，从而在卷扬机构二次起升时避免因液压马达4内进入空气而导致的溜钩现象的发生。第一方向控制阀9连接在背压阀8和液压马达4的第二腔之间且与主阀3并联。第一方向控制阀9可以采用换向阀、截止阀等常见的阀门，只要能够在需要向液压马达4的第二腔供油时打开，不需要时关闭即可。当第一方向控制阀9打开时，回油管6的回油和油箱I中的油液均可供给液压马达4，实现对液压马达4的双重补油。第一方向控制阀9还能够防止液压马达4中的油液的倒流。如图1和图2所示，为了保证对液压马达4充分补油，优选地，所述液压系统还包括补油泵7，该补油泵7的进油口与所述油箱I连通，所述补油泵7的出油口与所述方向控制阀9的进油口连通。主泵2可以是变量泵，也可以是定量泵。当主泵2设置为变量泵时，补油泵7对于液压系统来说显得至关重要，因为此时很容易产生液压马达4流量不足的情况。补油泵7是为了在主泵2向液压系统提供的流量不足的情况下，使得液压系统中仍然有足够的油液供给液压马达4以补充油液，因此补油泵7的流量远大于液压系统的泄漏量，从而液压马达4不存在吸空的现象。补油泵7可以为专门为液压系统补油设定的液压泵，也可以是不参与卷扬机构动作的其他回路中的液压泵。为了方便地控制液压系统对液压马达4的补油，如图1和图2所示，作为本实用新型的一种优选实施方式，所述第一方向控制阀9为单向阀，单向阀结构简单，并且能够方便地实现补油泵7到液压马达4的第二腔的管路的单向导通。该单向阀无弹簧，打开该单向阀只需克服阀芯的重力作用，其开启压力非常小。当需要向液压马达4补油时，背压阀8产生的背压和补油泵7产生的油压均能够将第一方向控制阀9打开，以导通补油路，从而向液压马达4补充油液，防止溜钩现象的发生。如图1和图2所示，为了方便回油管6内保持一定的背压，并且使得回油管6的油液能够补充给液压马达4，作为本实用新型的一种优选实施方式，所述背压阀8为单向阀，所述背压阀8的开启压力大于所述第一方向控制阀9的开启压力。采用单向阀作为背压阀，结构简单，压力稳定，并且背压阀8产生的背压大于第一方向控制阀9的开启压力，使得回油管6的回油能够顺利地将第一方向控制阀9打开并且将回油供给液压马达4。同样地，如图1和图2所示，作为本实用新型的一种优选实施方式，，所述第二方向控制阀17也为单向阀，单向阀结构简单，并且能够方便地实现油箱I到液压马达4的管路的单向导通。该单向阀无弹簧，打开该单向阀只需克服阀芯的重力作用，其开启压力非常小。当制动装置失效而需要向液压马达4补油时，第二方向控制阀17打开，油箱I可以直接向液压马达4补充油液，防止溜钩现象的发生。通常，第一方向控制阀9和第二方向控制阀17的背压设置为0，从而第一方向控制阀9和第二方向控制阀17在液压马达4的负压的作用下打开，从而能够从油箱I吸取油液对液压马达4进行补油。为了保证液压系统在任何工况下都能够补充到足够的油液，如图1和图2所示，优选地，所述补油泵7为定量泵。由于补油泵7的补油压力和流量都需要控制在一定范围内，以保证系统稳定地运行，因此补油泵7采用定量泵。若补油压力和流量过低，液压系统的压力出现波动时容易出现控制失压现象，并且影响系统的正常工作和系统过热(因为补油还可以为系统提供较低温度的油液，冷却系统)；反之，若补油压力和流量过高，液压系统需要的功率增加，系统效率降低，影响液压系统的使用效率，并且多余的油液需要通过第一溢流阀15返回油箱I中，造成系统不必要的发热量，造成能量的浪费。为了限制进入液压马达4的第二腔中的流量和压力，优选地，所述液压系统还包括第一溢流阀15，该第一溢流阀15与所述第一方向控制阀9并联。当主阀3的第二工作油口与液压马达4的第二腔之间的管路的压力大于第一溢流阀15的设定压力时，第一溢流阀15打开进行溢流，从而限制进入液压马达4的第二腔中的压力和流量，从而限制卷扬机构动作的压力和流量，防止卷扬机构动作速度过快。为了简化结构，如图2所示，在本实用新型的第二实施方式中，优选地，所述第一溢流阀15和所述第一方向控制阀9形成为一体。其中，第一溢流阀15和第一方向控制阀9还是采用并联的方式，只是形成在一个阀体结构中，以减少液压系统中管路的设置，降低成本。另外，同理，背压阀8、第一方向控制阀9、第二方向控制阀17和第一溢流阀15四者可以形成为一体，也可以采用两两结合的方式形成为一体。同时，液压系统中可以只使用一个背压阀8、一个第一方向控制阀9和一个第二方向控制阀17，也可以同时使用多个背压阀8、多个第一方向控制阀9和多个第二方向控制阀17，并且它们可以采用串联或者并联的形式。如图1和图2所示，为了实现卷扬机构动作的平稳，优选地，所述液压系统还包括平衡阀10，该平衡阀10连接在所述液压马达4的第一腔和所述主阀3的第一工作油口之间，所述平衡阀10的控制口 X与所述液压马达4的第二腔和所述主阀3的第二工作油口之间的所述管路连通。平衡阀10能够实现闭锁作用，使得卷扬机构所吊的重物安全地停留在空中的任意位置且不会滑落，是该液压系统中的安全阀。同时，通过平衡阀10阀体内的节流控制，能够使得卷扬机构动作的平稳可靠。如图1和图2所示,优选地,所述液压系统还包括制动缸11和制动阀12,所述制动缸11的活塞杆与所述液压马达4的转轴可分离地连接，所述制动阀12连接在控制油路13上并且选择性地连通所述制动缸11和控制油源14或者所述油箱1，并且所述制动阀12的控制口 Y与所述平衡阀10连通。制动阀12可以采用各种形式的换向阀，本实用新型中采
用二位三通换向阀。当平衡阀10的压力达到制动阀12的控制口 Y的控制压力时，制动阀12换向位于右位，以连通制动缸11和控制油源14，从而控制油源14通过控制油路13向制动缸11供油，制动缸11的活塞杆与液压马达4的转轴连接，使得液压马达4制动；当平衡阀10的压力未达到制动阀12的控制口 Y的控制压力时，制动阀12换向位于左位，以连通制动缸11和油箱I，从而制动缸11通过控制油路13回油，制动缸11的活塞杆与液压马达4的转轴分离，使得液压马达4能够转动。控制油源14的作用是向制动缸11提供动力，为其提供压力油，使得制动缸11动作。制动阀12的弹簧的弹力需设置为大于背压阀8的开启压力，以防止背压阀8产生的背压推动制动阀12的阀芯运动而使得制动缸11打开。制动缸11是常闭式的液压缸，以通过机械制动使得起吊的重物停止在任意位置而不会滑动。其中，该液压系统可以不设置制动阀12，并且平衡阀10的第二控制口与制动缸11直接连通，从而提供平衡阀10的第二控制口控制制动缸11的制动和释放。如图1和图2所示，为了保证整个液压系统安全地运行，优选地，所述液压系统还包括第二溢流阀16，该第二溢流阀16的进油口连接在所述主泵2和所述主阀3之间，所述第二溢流阀16的出油口连接在所述背压阀8和所述主阀3之间。第二溢流阀16作为安全阀使用，保证整个液压系统在一定的压力范围内工作，防止液压系统压力过高，保证系统的安全可靠运行。本实用新型的另一方面提供一种起重机，该起重机包括上面所述的卷扬机构的液压系统。由于本实用新型的起重机具有卷扬机构的液压系统，该液压系统能够防止液压马达由于系统泄漏而吸空，避免卷扬机构溜钩现象的发生，提高了起重机的安全性和操作可靠性。以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。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，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
权利要求1.一种卷扬机构的液压系统，该液压系统包括油箱(I)、主泵(2)、主阀(3)和液压马达(4)，所述主泵(2)的进油口与所述油箱(I)连通，所述主泵(2)的出油口通过进油管(5)与所述主阀(3)的进油口连接，所述主阀(3)的回油口通过回油管(6)与所述油箱(I)连接，所述主阀(3)的第一工作油口与所述液压马达(4)的第一腔连接，所述主阀(3)的第二工作油口与所述液压马达(4)的第二腔连接，其特征在于，所述液压系统还包括背压阀(8)、第一方向控制阀(9)和第二方向控制阀(17)，所述背压阀(8)连接在所述回油管(6)上，使得所述背压阀(8)和所述主阀(3)之间产生一定背压，所述第一方向控制阀(9)的进油口与所述背压阀(8 )和所述主阀(3 )之间的管路连通，所述第一方向控制阀(9 )的出油口与所述主阀(3)的第二工作油口与所述液压马达(4)的第二腔之间的管路连通，所述第二方向控制阀(17)与所述背压阀(8)并联，以允许油液从所述回油管(6)和/或所述油箱(I)流到所述液压马达(4)的第二腔。
2.根据权利要求1所述的卷扬机构的液压系统，其特征在于，所述液压系统还包括补油泵(7)，该补油泵(7)的进油口与所述油箱(I)连通，所述补油泵(7)的出油口与所述方向控制阀(9)的进油口连通。
3.根据权利要求1所述的卷扬机构的液压系统，其特征在于，所述第一方向控制阀(9)为单向阀。
4.根据权利要求3所述的卷扬机构的液压系统，其特征在于，所述背压阀(8)为单向阀，所述背压阀(8)的开启压力大于所述第一方向控制阀(9)的开启压力。
5.根据权利要求4所述的卷扬机构的液压系统，其特征在于，所述第二方向控制阀(17)为单向阀。
6.根据权利要求2所述的卷扬机构的液压系统，其特征在于，所述补油泵(7)为定量栗。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的卷扬机构的液压系统，其特征在于，该液压系统还包括第一溢流阀(15)，该第一溢流阀(15)与所述第一方向控制阀(9)并联。
8.根据权利要求7所述的卷扬机构的液压系统，其特征在于，所述第一溢流阀(15)和所述第一方向控制阀(9)形成为一体。
9.根据权利要求1-6中任意一项所述的卷扬机构的液压系统，其特征在于，该液压系统还包括平衡阀(10)，该平衡阀(10)连接在所述液压马达(4)的第一腔和所述主阀(3)的第一工作油口之间，所述平衡阀(10)的控制口(X)与所述液压马达(4)的第二腔和所述主阀(3)的第二工作油口之间的所述管路连通。
10.根据权利要求9所述的卷扬机构的液压系统，其特征在于，该液压系统还包括制动缸(11)和制动阀(12)，所述制动缸(11)的活塞杆与所述液压马达(4)的转轴可分离地连接，所述制动阀(12 )连接在控制油路(13 )上并且选择性地连通所述制动缸(11)和控制油源(14)或者所述油箱(I )，并且所述制动阀(12)的控制口(Y)与所述平衡阀(10)连通。
11.一种起重机，该起重机包括根据权利要求1-10中任意一项所述的卷扬机构的液压系统。
专利摘要公开了一种卷扬机构的液压系统包括油箱、主泵、主阀和液压马达，主泵的进油口和出油口分别与油箱和主阀的进油口连接，主阀的回油口与油箱连接，主阀的第一工作油口和第二工作油口分别与液压马达的第一腔和第二腔连接，其中，液压系统还包括背压阀、第一方向控制阀和第二方向控制阀，背压阀连接在回油管上，使背压阀和主阀之间产生一定背压，第一方向控制阀的进油口与背压阀和主阀之间的管路连通，第一方向控制阀的出油口与主阀的第二工作油口与液压马达的第二腔之间的管路连通，第二方向控制阀与背压阀并联，以允许油液从回油管和/或油箱流到液压马达的第二腔。还公开了一种起重机。该液压系统在整车熄火时防止液压马达吸空，避免卷扬机构溜钩。
文档编号B66D1/54GK202945012SQ20122065499
公开日2013年5月22日 申请日期2012年12月3日 优先权日2012年12月3日
发明者黄珍, 孟霞龙 申请人:中联重科股份有限公司