专利名称:一种起重机用固定副臂无级变幅控制系统及起重的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种起重机用固定副臂无级变幅控制系统及起重机，控制系统包括电比例减压阀、变量泵、第一换向阀和用于使固定副臂变幅的液压油缸；第一换向阀位于变量泵和液压油缸之间的油路上，变量泵输出的压力油经过第一换向阀输入液压油缸，电比例减压阀控制变量泵的输出压力油的排量。本实用新型提供的起重机用固定副臂无级变幅控制系统利用电比例减压阀来实现控制变量泵排量，实现变量泵排量的连续变化，调速范围广，微动性能好。
【专利说明】一种起重机用固定副臂无级变幅控制系统及起重机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及工程机械领域，具体涉及一种起重机用固定副臂无级变幅控制系统及起重机。
【背景技术】
[0002]在现代起重机械上，随着吨位的增大，伸臂长度和重量也在不断加长，因此固定副臂成为加长伸臂长度的一个重要工具。而常规的固定副臂只可以实现0°、15°和30°幅度的变化，当遇到高处狭隘的空间，将无法实现吊装，最终给用户安装就位带来极大的困难和危险。
[0003]电比例减压阀能够灵活利用电流信号，通过改变电流大小，进而实现电比例减压阀的输出压力随着电流变化而变化。
[0004]现有的固定副臂无级变幅系统，是利用固定排量的油泵向液压系统供油，液压油通过电磁阀和平衡阀，最终推动液压油缸实现固定副臂的无级变幅。
[0005]现有的固定副臂无级变幅系统具有以下缺点:1、油泵排量固定，调速范围较窄，微动性能差；2、系统压力设定低，油缸尺寸大，吊重性能低；3、无油缸保压装置，不能防止油缸内泄出现的危险。
实用新型内容
[0006]本实用新型提供一种起重机用固定副臂无级变幅控制系统及起重机，本实用新型的主要目的是实现液压油缸的无级调速和固定副臂角度的无级变幅。
[0007]为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案:
[0008]一种起重机用固定副臂无级变幅控制系统，包括电比例减压阀、变量泵、第一换向阀和用于使固定副臂变幅的液压油缸；
[0009]第一换向阀位于变量泵和液压油缸之间的油路上，变量泵输出的压力油经过第一换向阀输入液压油缸，电比例减压阀控制变量泵的输出压力油的排量。
[0010]根据本实用新型的一个实施例，进一步的，第一换向阀的进油口和变量泵的出油口连通、回油口和油箱连通、第一工作油口和液压油缸的无杆腔连通、第二工作油口和液压油缸的有杆腔连通。
[0011 ] 根据本实用新型的一个实施例，进一步的，控制系统还包括第二换向阀，第二换向阀位于变量泵和第一换向阀之间的油路上；
[0012]第二换向阀为二位二通电磁换向阀，第二换向阀的进油口和变量泵的出油口连通、第一工作油口和第一换向阀的进油口连通。
[0013]根据本实用新型的一个实施例，进一步的，控制系统还包括胶管卷筒，胶管卷筒位于第一换向阀和液压油缸之间的油路上。
[0014]根据本实用新型的一个实施例，进一步的，控制系统还包括平衡阀，平衡阀的进油口和第一换向阀的第二工作油口连通、出油口和液压油缸的有杆腔连通。
[0015]根据本实用新型的一个实施例，进一步的，控制系统还包括单向节流阀，单向节流阀的第一油口分别和第一换向阀的第一工作油口、平衡阀的控制油口连通，第二油口和液压油缸的无杆腔连通。
[0016]根据本实用新型的一个实施例，进一步的，控制系统还包括蓄能器、压力表和第三单向阀，蓄能器和液压油缸的有杆腔连通，第三单向阀的进油口和蓄能器连通、出油口和液压油缸的有杆腔连通，压力表位于蓄能器和液压油缸的有杆腔之间的油路上。
[0017]根据本实用新型的一个实施例，进一步的，控制系统还包括第三换向阀和第五单向阀，第三换向阀和第五单向阀依次位于蓄能器和第一换向阀的第一工作油口之间的油路上。
[0018]根据本实用新型的一个实施例，进一步的，控制系统还包括第六单向阀和第四换向阀，第六单向阀和第四换向阀依次位于第一换向阀的第一工作油口和第一换向阀的第二工作油口之间的油路上。
[0019]本实用新型还提供了以下技术方案:
[0020]一种起重机，起重机包括如上所述的起重机用固定副臂无级变幅控制系统。
[0021]基于上述技术方案中的任一技术方案，本实用新型实施例至少可以产生如下技术效果:
[0022]由于本实用新型所提供的起重机用固定副臂无级变幅控制系统包括电比例减压阀、变量泵、第一换向阀和用于使固定副臂变幅的液压油缸；第一换向阀位于变量泵和液压油缸之间的油路上，变量泵输出的压力油经过第一换向阀输入液压油缸，电比例减压阀控制变量泵的输出压力油的排量，利用电比例减压阀来实现控制变量泵排量，实现变量泵排量的连续变化，调速范围广，微动性能好。
【附图说明】
[0023]此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0024]图1为本实用新型的起重机用固定副臂无级变幅控制系统的第一实施例的液压原理图；
[0025]图2为本实用新型的起重机用固定副臂无级变幅控制系统的第二实施例的液压原理图；
[0026]图3为本实用新型的起重机用固定副臂无级变幅控制系统的第三实施例的液压原理图。
【具体实施方式】
[0027]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
[0028]需要说明的是:本实施例中的任何技术特征、任何技术方案均是多种可选的技术特征或可选的技术方案中的一种或几种，为了描述简洁的需要本文件中无法穷举本实用新型的所有可替代的技术特征以及可替代的技术方案，也不便于每个技术特征的实施方式均强调其为可选的多种实施方式之一，所以本领域技术人员应该知晓:本实施例内的任何技术特征以及任何技术方案均不限制本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围应该包括本领域技术人员不付出创造性劳动所能想到的任何替代技术方案。
[0029]下文为了叙述方便，下文中所称的“左”、“右”、“上”、“下”与附图本身的左、右、上、
下方向一致。
[0030]如图1所示，本实用新型提供了一种起重机用固定副臂无级变幅控制系统的第一实施例，包括电比例减压阀20、变量泵21、第一换向阀4和用于使固定副臂变幅的液压油缸13 ；
[0031]第一换向阀4位于变量泵21和液压油缸13之间的油路上，变量泵21输出的压力油经过第一换向阀4输入液压油缸13，电比例减压阀20控制变量泵21的输出压力油的排量。
[0032]该起重机用固定副臂无级变幅控制系统的工作原理为:控制电比例减压阀的电流，从而控制电比例减压阀的输出压力，进而控制变量泵的排量大小，实现液压油缸的无级调速和固定副臂角度的无级变幅。
[0033]该起重机用固定副臂无级变幅控制系统的工作过程为:电比例减压阀的电流增大，电比例减压阀的输出压力也增大，变量泵的斜盘转动角度变大，变量泵的排量也增大。
[0034]在本实用新型的一个具体实施例中，电比例减压阀的电流变化带动活塞缸的活塞杆伸缩，活塞缸的活塞杆伸缩带动变量泵的斜盘转动，变量泵的斜盘转动带动变量泵的排量变化。
[0035]在本实用新型的一个具体实施例中，电比例减压阀20的电流增大，第一活塞缸I的无杆腔进油，第一活塞缸I的活塞杆向右移动；第二活塞缸2的无杆腔回油，第二活塞缸2的活塞杆向左移动；变量泵21的斜盘转动角度变大，变量泵21的排量也增大。
[0036]在本实用新型的一个具体实施例中，第一活塞缸I的无杆腔的内部具有弹簧，弹簧连接无杆腔的底部和活塞杆，当第一活塞缸I的无杆腔回油时，弹簧可以使第一活塞缸I的活塞杆向左移动，即弹簧是用于第一活塞缸I的活塞杆复位的。
[0037]电比例减压阀20的电流增大实现第一活塞缸I的无杆腔进油、第二活塞缸2的无杆腔回油，可以通过阀体和第一活塞缸1、第二活塞缸2的油路连通关系得到，该油路连通关系是现有技术，本文不再展开描述。
[0038]变量泵可以为高压柱塞变量泵，高压柱塞变量泵作为油源，提高了系统压力，减小了液压油缸及各控制阀、管道尺寸，提高了固定副臂吊重性能。
[0039]在本实用新型的一个具体实施例中，第一换向阀4可以为三位四通电磁换向阀，中位滑阀机能为P型；
[0040]第一换向阀4的进油口和变量泵21的出油口连通、回油口和油箱连通、第一工作油口和液压油缸13的无杆腔连通、第二工作油口和液压油缸13的有杆腔连通。
[0041]第一换向阀4具有三种工作位置，分别是左位、中位和右位；当第一换向阀4处于左位时，进油口和第二工作油口连通，回油口和第一工作油口连通；当第一换向阀4处于中位时，进油口截止，回油口分别和第一工作油口、第二工作油口连通；当第一换向阀4处于右位时，进油口和第一工作油口连通，回油口和第二工作油口连通。
[0042]在本实用新型的一个具体实施例中，控制系统还可以包括第二换向阀3，第二换向阀3位于变量泵21和第一换向阀4之间的油路上；
[0043]第二换向阀3为二位二通电磁换向阀，第二换向阀3的进油口和变量泵21的出油口连通、第一工作油口和第一换向阀4的进油口连通。
[0044]第二换向阀3具有二种工作位置，分别是左位和右位；当第二换向阀3处于左位时，进油口和第一工作油口连通；当第二换向阀3处于右位时，进油口和第一工作油口不连通。
[0045]当固定副臂起时，随着手柄电流的增大，电比例减压阀20电流增大，变量泵21排量连续增大，第二换向阀3、第一换向阀4左位得电，第二换向阀3、第一换向阀4都处于左位，变量泵21输出的液压油经过第二换向阀3的进油口和第一工作油口、第一换向阀4的进油口和第二工作油口至液压油缸13的有杆腔，液压油缸13的无杆腔的液压油经过第一换向阀4的第一工作油口和回油口至油箱，实现液压油缸13的缩。
[0046]当固定副臂落时，随着手柄电流的增大，电比例减压阀20电流增大，变量泵21排量连续增大，第二换向阀3左位得电、第一换向阀4右位得电，第二换向阀3处于左位、第一换向阀4处于右位，变量泵21输出的液压油经过第二换向阀3的进油口和第一工作油口、第一换向阀4的进油口和第一工作油口至液压油缸13的无杆腔，液压油缸13的有杆腔的液压油经过第一换向阀4的第二工作油口和回油口至油箱，实现液压油缸13的伸。
[0047]在本实用新型的一个具体实施例中，控制系统还可以包括第一单向阀22和第二单向阀23，第一单向阀22和第二单向阀23并联设置，第一单向阀22的进油口和油箱连通、出油口和第一换向阀4的回油口连通，第二单向阀23的进油口和第一换向阀4的回油口连通、出油口和油箱连通。
[0048]在本实用新型的一个具体实施例中，控制系统还可以包括第一溢流阀5，第一溢流阀5的进油口和第一换向阀4的第一工作油口连通、回油口和油箱连通。
[0049]在本实用新型的一个具体实施例中，控制系统还可以包括第二溢流阀6，第二溢流阀6的进油口和第一换向阀4的第二工作油口连通、回油口和油箱连通。
[0050]在本实用新型的一个具体实施例中，控制系统还可以包括胶管卷筒7，胶管卷筒7位于第一换向阀4和液压油缸13之间的油路上。
[0051]在本实用新型的一个具体实施例中，控制系统还可以包括平衡阀15，平衡阀15的进油口和第一换向阀4的第二工作油口连通、出油口和液压油缸13的有杆腔连通。
[0052]平衡阀15包括单向阀和节流阀，单向阀的进油口和第一换向阀4的第二工作油口连通、出油口和液压油缸13的有杆腔连通；节流阀的进油口和液压油缸13的有杆腔连通、出油口和第一换向阀4的第二工作油口连通；当平衡阀15处于单向阀位置时，第一换向阀4的第二工作油口通过单向阀给液压油缸13的有杆腔进油，实现液压油缸13的缩；当平衡阀15处于节流阀位置时，液压油缸13的有杆腔通过节流阀给第一换向阀4的第二工作油口回油，实现液压油缸13的伸。
[0053]在本实用新型的一个具体实施例中，控制系统还可以包括单向节流阀14，单向节流阀14的第一油口分别和第一换向阀4的第一工作油口、平衡阀15的控制油口连通，第二油口和液压油缸13的无杆腔连通。
[0054]单向节流阀14包括单向阀和阻尼，单向阀的进油口和液压油缸13的无杆腔连通，出油口和第一换向阀4的第一工作油口、平衡阀15的控制油口连通；阻尼的第一油口和液压油缸13的无杆腔连通、第二油口和第一换向阀4的第一工作油口连通；当第一换向阀4的第一工作油口通过阻尼给液压油缸13的无杆腔进油时，同时第一换向阀4的第一工作油口给平衡阀15的控制油口给油，使平衡阀15处于节流阀位置，液压油缸13的有杆腔通过节流阀给第一换向阀4的第二工作油口回油，实现液压油缸13的伸；当液压油缸13的无杆腔通过单向阀给第一换向阀4的第一工作油口回油时，同时平衡阀15的控制油口给第一换向阀4的第一工作油口回油，使平衡阀15处于单向阀位置，第一换向阀4的第二工作油口通过单向阀给液压油缸13的有杆腔进油，实现液压油缸13的缩。
[0055]单向节流阀14可提高平衡阀15的控制口压力，使平衡阀的调试范围减小，既能够保持固定副臂平稳起，又能起到调试的作用。
[0056]在本实用新型的一个具体实施例中，控制系统还可以包括蓄能器10、压力表11和第三单向阀16，蓄能器10和液压油缸13的有杆腔连通，第三单向阀16的进油口和蓄能器10连通、出油口和液压油缸13的有杆腔连通，压力表11位于蓄能器10和液压油缸13的有杆腔之间的油路上。
[0057]压力表11用来分别测量蓄能器10和液压油缸13的有杆腔的压力。
[0058]在本实用新型的一个具体实施例中，控制系统还可以包括第四单向阀17，第四单向阀17的进油口和第一换向阀4的第二工作油口连通、出油口和蓄能器10连通。
[0059]在本实用新型的一个具体实施例中，控制系统还可以包括第三换向阀9和第五单向阀18,第三换向阀9和第五单向阀18依次位于蓄能器10和第一换向阀4的第一工作油口之间的油路上。
[0060]在本实用新型的一个具体实施例中，第三换向阀9可以为二位二通手动换向阀，第三换向阀9的进油口和蓄能器10连通、第一工作油口和第五单向阀18的进油口连通，第五单向阀18的出油口和第一换向阀4的第一工作油口连通。
[0061]第三换向阀9具有二种工作位置，分别是上位和下位；当第三换向阀9处于上位时，进油口和第一工作油口连通；当第二换向阀3处于下位时，进油口和第一工作油口不连通。
[0062]当固定副臂起时，随着手柄电流的增大，电比例减压阀20电流增大，变量泵21排量连续增大，第二换向阀3、第一换向阀4左位得电，第二换向阀3、第一换向阀4都处于左位，第三换向阀9处于上位，蓄能器10的液压油经过第三换向阀9的进油口和第一工作油口、第五单向阀18的进油口和出油口、第一换向阀4的第一工作油口和回油口至油箱，实现蓄能器10的泄压功能。
[0063]在本实用新型的一个具体实施例中，控制系统还可以包括第三溢流阀12，第三溢流阀12的进油口和液压油缸13的有杆腔连通、回油口和第五单向阀18的进油口连通。
[0064]在本实用新型的一个具体实施例中，控制系统还可以包括第六单向阀19和第四换向阀8，第六单向阀19和第四换向阀8依次位于第一换向阀4的第一工作油口和第一换向阀4的第二工作油口之间的油路上。
[0065]在本实用新型的一个具体实施例中，第四换向阀8可以为二位二通手动换向阀，第六单向阀19的进油口和第一换向阀4的第一工作油口连通、出油口和第四换向阀8的进油口连通，第四换向阀8的第一工作油口和第一换向阀4的第二工作油口连通。
[0066]第四换向阀8具有二种工作位置，分别是上位和下位；当第四换向阀8处于上位时，进油口和第一工作油口不连通；当第四换向阀8处于下位时，进油口和第一工作油口连通。
[0067]第一换向阀4不得电，第一换向阀4处于中位，第四换向阀8处于下位，液压油缸13的无杆腔的液压油和平衡阀15的控制油口的液压油一路经过第一换向阀4的第一工作油口和回油口至油箱，液压油缸13的无杆腔的液压油和平衡阀15的控制油口的液压油另一路经过第六单向阀19的进油口和出油口、第四换向阀8的进油口和第一工作油口、第一换向阀4的第二工作油口和回油口至油箱，即液压油缸13的无杆腔的液压油和平衡阀15的控制油口的液压油可以通过两路油路回油箱，实现手柄回中位时液压油缸13的无杆腔的快速泄压，平衡阀15的控制油口的液压油快速泄油，使平衡阀快速关闭、处于单向阀位。
[0068]该起重机用固定副臂无级变幅控制系统，第六单向阀19、第四换向阀8、第五单向阀18、第三换向阀9、第三溢流阀12组成了液压油缸保压装置，防止了液压油缸内泄带来的危险。
[0069]如图2所示，本实用新型还提供了一种起重机用固定副臂无级变幅控制系统的第二实施例，第二实施例和第一实施例的不同之处为:改变了第三溢流阀12的进油口位置和增加了第四溢流阀24，第二实施例的其余部位和第一实施例相同。
[0070]具体为:第三溢流阀12的进油口和蓄能器10连通、回油口和第五单向阀18的进油口连通；控制系统还包括第四溢流阀24，第四溢流阀24的进油口和液压油缸13的有杆腔连通、回油口和第一换向阀4的第一工作油口连通。
[0071]第四溢流阀24能够单独防止液压油缸爆缸发生。
[0072]如图3所示，本实用新型还提供了一种起重机用固定副臂无级变幅控制系统的第三实施例，第三实施例和第二实施例的不同之处为:将平衡阀15更改为第七单向阀25，第三实施例的其余部位和第二实施例相同。
[0073]具体为:控制系统还可以包括第七单向阀25，第七单向阀25的进油口和第一换向阀4的第二工作油口连通、出油口和液压油缸13的有杆腔连通。
[0074]本实用新型还提供了一种起重机，起重机包括如上的起重机用固定副臂无级变幅控制系统。
[0075]起重机的其它部分可以参照现有技术，本文不再展开描述。
[0076]上述本实用新型所公开的任一技术方案除另有声明外，如果其公开了数值范围，那么公开的数值范围均为优选的数值范围，任何本领域的技术人员应该理解:优选的数值范围仅仅是诸多可实施的数值中技术效果比较明显或具有代表性的数值。由于数值较多，无法穷举，所以本实用新型才公开部分数值以举例说明本实用新型的技术方案，并且，上述列举的数值不应构成对本实用新型创造保护范围的限制。
[0077]如果本文中使用了“第一”、“第二”等词语来限定零部件的话，本领域技术人员应该知晓:“第一”、“第二”的使用仅仅是为了便于描述上对零部件进行区别如没有另行声明夕卜，上述词语并没有特殊的含义。
[0078]同时，上述本实用新型如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为:能够拆卸地固定连接(例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为:不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来)所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
[0079]另外，上述本实用新型公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。本实用新型提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
[0080]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本实用新型的【具体实施方式】进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。
【权利要求】
1.一种起重机用固定副臂无级变幅控制系统，其特征在于， 包括:电比例减压阀、变量泵、第一换向阀和用于使固定副臂变幅的液压油缸； 所述第一换向阀位于所述变量泵和所述液压油缸之间的油路上，所述变量泵输出的压力油经过所述第一换向阀输入所述液压油缸，所述电比例减压阀控制所述变量泵的输出压力油的排量。2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于， 第一换向阀的进油口和变量泵的出油口连通、回油口和油箱连通、第一工作油口和液压油缸的无杆腔连通、第二工作油口和液压油缸的有杆腔连通。3.根据权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于， 所述控制系统还包括第二换向阀，第二换向阀位于变量泵和第一换向阀之间的油路上； 第二换向阀为二位二通电磁换向阀，第二换向阀的进油口和变量泵的出油口连通、第一工作油口和第一换向阀的进油口连通。4.根据权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于， 所述控制系统还包括胶管卷筒，胶管卷筒位于第一换向阀和液压油缸之间的油路上。5.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于， 所述控制系统还包括平衡阀，平衡阀的进油口和第一换向阀的第二工作油口连通、出油口和液压油缸的有杆腔连通。6.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于， 所述控制系统还包括单向节流阀，单向节流阀的第一油口分别和第一换向阀的第一工作油口、平衡阀的控制油口连通，第二油口和液压油缸的无杆腔连通。7.根据权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于， 所述控制系统还包括蓄能器、压力表和第三单向阀，蓄能器和液压油缸的有杆腔连通，第三单向阀的进油口和蓄能器连通、出油口和液压油缸的有杆腔连通，压力表位于蓄能器和液压油缸的有杆腔之间的油路上。8.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于， 所述控制系统还包括第三换向阀和第五单向阀，第三换向阀和第五单向阀依次位于蓄能器和第一换向阀的第一工作油口之间的油路上。9.根据权利要求1或2所述的控制系统，其特征在于， 所述控制系统还包括第六单向阀和第四换向阀，第六单向阀和第四换向阀依次位于第一换向阀的第一工作油口和第一换向阀的第二工作油口之间的油路上。10.一种起重机，其特征在于，所述起重机包括权利要求1-9任一项所述的起重机用固定副臂无级变幅控制系统。
【文档编号】B66C23-64GK204265320SQ201420399416
【发明者】单增海, 胡小冬, 张晓磊, 焦国旺 [申请人]徐州重型机械有限公司