一种无轨变形门式起重机的控制系统的制作方法

本发明涉及轨道铺设技术领域，具体是一种无轨变形门式起重机的控制系统。

背景技术：

近几年来，我国逐步成为世界上铁路运营里程最多的国家，为保证列车的高速运行，要求轨道结构具有较强的整体性，一旦基础发生较大变形或轨道的传力部件损伤，则轨道结构的稳定性和平顺性就很难保证，轻则导致列车限速，重则发生安全事故。

在实际应用中，对铁路、地铁隧道的轨道施工时，轨道板、轨枕、模板、轨排、钢轨和岔道等均需要吊装，轨道结构部件在服役期间可能会收到损坏，而发生轨道板或混凝土底座板裂纹、破损或断裂，高速道岔伤损，水泥乳化沥青砂浆离缝、破损或碎裂，i型板凸形挡台及凸形挡台填充树脂破损，轨道板承轨台损坏、整体道床沉降超限等问题，这些情况不仅影响轨道美观，而且直接影响轨道结构稳定性和平顺性，从而危及到列车运行安全，因此需要对存在隐患的轨道结构部件及时维修或更换。

由于地理环境的因素，轨道不是都处于水平状态的，一般的吊机无法使用，且由于目前铁路采用的轨道板，尺寸和重量均较大，需要更换时，需要采用吊车配合人工共同作业，这不仅需要搭建工作台，而且易受工作区域的限制，施工周期过长，施工效率较低；安全性差，施工中需要人力物力较多，施工安全无法保证。

为了解决上述技术问题，本申请人设计了一种无轨门式起重机，本申请是用于该起重机的控制系统。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种无轨变形门式起重机的控制系统，该控制系统能够满足起重机在各种工况截面上行走、转向、变轨距、三维六自由度吊载货物的使用需求。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种无轨变形门式起重机的控制系统，包括：

a、液压控制系统，

液压控制系统由液压泵站、机架控制部、起吊小车控制部、轮组控制部、行走控制部、支撑架控制部以及电缆滚筒控制部；

液压泵站为液压控制部提供液压动力，液压泵站出口设有总电磁阀；

a1、机架控制部由机架四缸同步阀、左侧缸同步阀、右侧缸同步阀对伸缩架水平液压缸进行同步控制，伸缩架水平液压缸由四个水平三位四通电磁换向阀驱动；支撑杆垂直液压缸由四个垂直三位四通电磁换向阀驱动；

a2、起吊小车控制部由起吊四缸同步阀、前侧缸同步阀、后侧缸同步阀对起吊小车的起吊液压缸进行同步控制，起吊液压缸由起吊三位四通电磁换向阀驱动；两个横移三位四通电磁换向阀分别驱动双向液压缸，实现对起吊小车横向调整的液压驱动；

a3、轮组控制部由轮组变角三位四通电磁换向阀对应驱动车轮角度调节液压缸，构成对轮组角度调节的液压驱动；

轮组转向三位四通电磁换向阀对应驱动车轮转向调节液压缸，构成对轮组转向调节的液压驱动；

a4、行走控制部由四个行走液压马达驱动车轮，并由前轮同步阀与后轮同步阀分别对前后轮同步控制；

a5、支撑架控制部由支撑架三位四通电磁换向阀同步驱动前、后支撑架变幅液压缸，构成对支撑架的收放控制；

a6、电缆滚筒控制部由电缆滚筒三位四通电磁换向阀驱动电缆滚筒横移液压缸，构成对电缆滚筒的横移控制；

b、电气控制系统，

电源进线依次通过断路器、接触器与热继电器连接液压泵电机；电源进线还依次通过变压器与直流稳压电源输出控制电压；液压泵启动按钮、接触器线圈与热继电器的常闭触点依次串联后接在控制电压回路中，构成液压泵站的控制回路；

电气控制系统还包含一组用于操作起重机的自复位选择开关，每个自复位选择开关分别串联继电器后，再并联在控制电压回路中；各个继电器的常开触点与液压控制系统中各个电磁换向阀的电磁铁对应串联后，再并联在控制电压回路中。

进一步的，所述机架控制部包含一个两位四通电磁换向阀、一个节流截止阀、机架四缸同步阀、左侧缸同步阀、右侧缸同步阀、四个叠加式双单向节流阀、四个水平三位四通电磁换向阀、四个垂直三位四通电磁换向阀；四个垂直三位四通电磁换向阀的入口通过总电磁阀分别与液压泵站相连、出口分别与四个叠加式双单向节流阀的入口对应连接，四个叠加式双单向节流阀的出口再分别与垂直液压缸对应连接，构成对支撑杆的液压驱动；节流截止阀入口通过总电磁阀与液压泵站相连、出口依次连接两位四通电磁换向阀与四缸同步阀，四缸同步阀的输出分别作为左侧缸同步阀与右侧缸同步阀的输入，左侧缸同步阀的输出分别与两个控制左侧伸缩架的水平三位四通电磁换向阀相连，右侧缸同步阀的输出分别与两个控制右侧伸缩架的水平三位四通电磁换向阀相连，所述水平三位四通电磁换向阀分别与水平液压缸对应连接，构成对伸缩架的液压驱动。

进一步的，所述起吊小车控制部包含一个两位四通电磁换向阀、一个节流截止阀、起吊四缸同步阀、前侧缸同步阀、后侧缸同步阀、四个叠加式双向平衡阀、两个叠加式双单向节流阀、四个起吊三位四通电磁换向阀、两个横移三位四通电磁换向阀；两个横移三位四通电磁换向阀的入口分别与液压泵站相连、出口分别与两个叠加式双单向节流阀的入口对应连接，叠加式双单向节流阀的出口分别通过叠加式双液控单向阀与双向液压缸对应连接，构成对起吊小车横向调整的液压驱动；节流截止阀入口与液压泵站相连、出口依次连接两位四通电磁换向阀与四缸同步阀，四缸同步阀的输出分别作为前侧缸同步阀与后侧缸同步阀的输入，前侧缸同步阀的输出分别与两个控制前侧的起吊三位四通电磁换向阀相连，后侧缸同步阀的输出分别与两个控制后侧的起吊三位四通电磁换向阀相连，所述起吊三位四通电磁换向阀分别与叠加式双向平衡阀相连后、再分别与起吊液压缸对应连接，构成对起吊小车起吊升降的液压驱动。

进一步的，所述轮组控制部包含六个叠加式双单向节流阀、四个叠加式双液控单向阀、四个轮组变角三位四通电磁换向阀、两个轮组转向三位四通电磁换向阀；四个轮组变角三位四通电磁换向阀的入口通过总电磁阀分别与液压泵站相连、出口分别与其中四个叠加式双单向节流阀的入口对应连接，四个叠加式双单向节流阀的出口再分别与车轮角度调节液压缸对应连接，构成对轮组角度调节的液压驱动；两个轮组转向三位四通电磁换向阀的入口通过总电磁阀与液压泵站相连、出口分别与另外两个叠加式双单向节流阀的入口对应连接，两个叠加式双单向节流阀的出口再分别通过四个叠加式双液控单向阀与车轮转向调节液压缸对应连接；车轮转向调节液压缸中两个前侧的相并联、两个后侧的相并联。

进一步的，所述行走控制部包含四个行走液压马达、前轮同步阀、后轮同步阀与行走三位四通电磁换向阀；行走三位四通电磁换向阀的入口通过总电磁阀与液压泵站相连、出口分别连接前轮同步阀与后轮同步阀的入口，前轮同步阀与后轮同步阀的出口分别对应连接行走液压马达。

进一步的，所述支撑架控制部包含支撑架三位四通电磁换向阀与叠加式双单向节流阀，支撑架三位四通电磁换向阀的入口通过总电磁阀与液压泵站相连、出口与叠加式双单向节流阀的入口相连，前、后支撑架变幅液压缸相并联，叠加式双单向节流阀的出口对应连接并联油口。

进一步的，所述电缆滚筒控制部包含电缆滚筒三位四通电磁换向阀与叠加式双单向节流阀，电缆滚筒三位四通电磁换向阀的入口通过总电磁阀与液压泵站相连、出口与叠加式双单向节流阀的入口相连，叠加式双单向节流阀的出口连接电缆滚筒横移液压缸。

本发明的有益效果是：电气控制系统与液压控制系统的机架控制部、起吊小车控制部、轮组控制部、行走控制部、支撑架控制部以及电缆滚筒控制部相互协同配合，使起重机可以在平面道路、中圆弧形曲面和坡度斜面上行走，能够在平面道路、圆弧形曲面、坡度斜面转向，满足曲线区间线路横向位移要求，满足各种区间断面线路吊载货物的各种高度要求，能够在各种工况下满足吊载货物三维六自由度调整的要求。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1是本发明起重机的爆炸示意图；

图2是本发明液压控制系统的示意图；

图3是图2中液压泵站的放大示意图；

图4是图2中机架控制部的放大示意图；

图5是图4中支撑杆驱动部分的放大示意图；

图6是图4中伸缩架驱动部分的放大示意图；

图7是图2中起吊小车控制部的放大示意图；

图8是图2中轮组控制部的放大示意图；

图9是图2中行走控制部的放大示意图；

图10是图2中支撑架控制部与电缆滚筒控制部的放大示意图；

图11是本发明电气控制系统中液压泵站的电气示意图；

图12是本发明电气控制系统中各个操作开关与继电器的电气控制示意图；

图13是本发明电气控制系统中各个继电器触点与电磁铁的电气控制示意图；

图14是图13中关于电磁铁yvh1、yvh2的放大示意图；

图15是图13中关于电磁铁yvh3、yvh4的放大示意图；

图16是图13中关于电磁铁yvh5、yvh7～yvh24的放大示意图；

图17是图13中关于电磁铁yvh25～yvh52的放大示意图。

具体实施方式

本发明提供一种无轨变形门式起重机的控制系统，包括：

a、液压控制系统，

结合图1～3所示，液压控制系统由液压泵站1、机架控制部2、起吊小车控制部3、轮组控制部4、行走控制部5、支撑架控制部6以及电缆滚筒控制部7。

液压泵站1为液压控制系统提供液压动力，液压泵站1通过油泵输出高低两种工作压力，分别为40ml/r的p1以及10ml/r的p2，液压泵站1出口设有分别对应p1与p2的第一总电磁阀11与第二总电磁阀12。

结合图4～6所示，

机架控制部2包含一个节流截止阀201、一个两位四通电磁换向阀202、机架四缸同步阀203、左侧缸同步阀204、右侧缸同步阀205、四个叠加式双单向节流阀206、四个水平三位四通电磁换向阀、四个垂直三位四通电磁换向阀；

四个水平三位四通电磁换向阀即分别与左前水平液压缸2a、左后水平液压缸2b、右前水平液压缸2c、右后水平液压缸2d相对应的左前水平电磁阀207a、左后水平电磁阀207b、右前水平电磁阀207c、右后水平电磁阀207d；

四个垂直三位四通电磁换向阀分别与左前垂直液压缸21a、左后垂直液压缸21b、右前垂直液压缸21c、右后垂直液压缸21d相对应的左前垂直电磁阀208a、左后垂直电磁阀208b、右前垂直电磁阀208c、右后垂直电磁阀208d。

四个垂直三位四通电磁换向阀的入口通过第一总电磁阀11分别与液压泵站1相连、出口分别与四个叠加式双单向节流阀206的入口对应连接，四个叠加式双单向节流阀206的出口再分别与垂直液压缸对应连接，构成对支撑杆802的液压驱动。

节流截止阀201入口通过第一总电磁阀11与液压泵站1相连、出口依次连接两位四通电磁换向阀202与四缸同步阀203，四缸同步阀203的输出分别作为左侧缸同步阀204与右侧缸同步阀205的输入，左侧缸同步阀204的输出分别与左前水平电磁阀207a、左后水平电磁阀207b相连，右侧缸同步阀205的输出分别与右前水平电磁阀207c、右后水平电磁阀207d相连，构成对伸缩架801的液压驱动。

结合图7所示，

起吊小车控制部3包含一个节流截止阀301、一个两位四通电磁换向阀302、起吊四缸同步阀303、前侧缸同步阀304、后侧缸同步阀305、四个叠加式双向平衡阀306、两个叠加式双单向节流阀307、四个起吊三位四通电磁换向阀、两个横移三位四通电磁换向阀；

四个起吊三位四通电磁换向阀即分别与左前起吊液压缸3a、左后起吊液压缸3b、右前起吊液压缸3c、右后起吊液压缸3d一一对应的左前起吊三位四通电磁换向阀308a、左后起吊三位四通电磁换向阀308b、右前起吊三位四通电磁换向阀308c、右后起吊三位四通电磁换向阀308d。

两个横移三位四通电磁换向阀即分别与前双向液压缸31a、后双向液压缸31b一一对应的前横移三位四通电磁换向阀309a、后横移三位四通电磁换向阀309b。

两个横移三位四通电磁换向阀的入口通过第一总电磁阀11分别与液压泵站1相连、出口分别与两个叠加式双单向节流阀307的入口对应连接，叠加式双单向节流阀307的出口分别通过叠加式双液控单向阀310与双向液压缸对应连接，构成对起吊小车横向调整803b的液压驱动。

节流截止阀301入口通过第一总电磁阀11与液压泵站1相连、出口依次连接两位四通电磁换向阀302与起吊四缸同步阀303，起吊四缸同步阀303的输出分别作为前侧缸同步阀304与后侧缸同步阀305的输入，前侧缸同步阀304的输出分别与左前起吊三位四通电磁换向阀308a、右前起吊三位四通电磁换向阀308c相连，后侧缸同步阀305的输出分别与左后起吊三位四通电磁换向阀308b、右后起吊三位四通电磁换向阀308d相连，起吊三位四通电磁换向阀分别与叠加式双向平衡阀306相连后、再分别与起吊液压缸对应连接，构成对起吊小车起吊升降803a的液压驱动。

结合图8所示，

轮组控制部4包含六个叠加式双单向节流阀、四个叠加式双液控单向阀401、四个轮组变角三位四通电磁换向阀、两个轮组转向三位四通电磁换向阀；

四个轮组变角三位四通电磁换向阀即分别与左前轮角度调节液压缸4a、右前轮角度调节液压缸4b、左后轮角度调节液压缸4c、右后轮角度调节液压缸4d一一对应的左前轮变角三位四通电磁换向阀402a、右前轮变角三位四通电磁换向阀402b、左后轮变角三位四通电磁换向阀402c、右后轮变角三位四通电磁换向阀402d。

两个轮组转向三位四通电磁换向阀即与左前轮转向调节液压缸41a、右前轮转向调节液压缸41b配合的前轮转向三位四通电磁换向阀403a，与左后轮转向调节液压缸41c、右后轮转向调节液压缸41d配合的后轮转向三位四通电磁换向阀403b。

四个轮组变角三位四通电磁换向阀的入口通过第二总电磁阀12分别与液压泵站1相连、出口分别与四个第一叠加式双单向节流阀404的入口对应连接，四个第一叠加式双单向节流阀404的出口再分别与车轮角度调节液压缸对应连接，构成对轮组804角度调节的液压驱动；

两个轮组转向三位四通电磁换向阀的入口通过第二总电磁阀12与液压泵站1相连、出口分别与两个第二叠加式双单向节流阀405的入口对应连接，两个第二叠加式双单向节流阀405的出口再分别通过四个叠加式双液控单向阀与车轮转向调节液压缸对应连接；左前轮转向调节液压缸41a与右前轮转向调节液压缸41b相并联，左后轮转向调节液压缸41c与右后轮转向调节液压缸41d相并联；构成对轮组804转向调节的液压驱动。

结合图9所示，

行走控制部5包含前轮同步阀501、后轮同步阀502、减压阀503、行走电磁阀504、高低速切换电磁阀505以及分别驱动左前轮、右前轮、左后轮、右后轮的四个液压马达，即左前轮液压马达506a、右前轮液压马达506b、左后轮液压马达506c、右后轮液压马达506d。

行走电磁阀504入口通过第一总电磁阀11与液压泵站1相连、出口分别连接前轮同步阀501、后轮同步阀502的入口，前轮同步阀501、后轮同步阀502的出口分别对应连接左前轮液压马达506a、右前轮液压马达506b、左后轮液压马达506c、右后轮液压马达506d。减压阀503入口也通过第一总电磁阀11与液压泵站1相连、出口连接高低速切换电磁阀505，由高低速切换电磁阀505控制四个液压马达的高低速行走切换。

结合图10所示，

支撑架控制部6包含支撑架三位四通电磁换向阀601、叠加式双单向节流阀602，支撑架三位四通电磁换向阀601的入口通过第二总电磁阀12与液压泵站1相连、出口与叠加式双单向节流阀602的入口相连，前支撑架变幅液压缸603a与后支撑架变幅液压缸603b相并联，叠加式双单向节流阀602的出口对应连接并联油口，构成对支撑架805的收放控制。

电缆滚筒控制部7包含电缆滚筒三位四通电磁换向阀701与叠加式双单向节流阀702，电缆滚筒三位四通电磁换向阀701的入口通过第二总电磁阀12与液压泵站1相连、出口与叠加式双单向节流阀702的入口相连，叠加式双单向节流阀702的出口连接电缆滚筒横移液压缸703，构成对电缆滚筒的横移控制。

b、电气控制系统，

结合图11所示，

380v交流电源进线依次通过断路器q1、接触器km与热继电器fr连接液压泵电机m；380v交流电源进线还依次通过变压器t1、断路器f2、与直流稳压电源t2、断路器f3输出直流24v控制电压。

液压泵启动按钮s1、接触器km的线圈与热继电器fr的常闭触点依次串联后接在控制电压回路中，构成液压泵站1的控制回路。

结合图12～17所示，电气控制系统还包含一组用于操作起重机的自复位选择开关，每个自复位选择开关分别串联继电器后，再并联在控制电压回路中；各个继电器的常开触点与液压控制系统中各个电磁换向阀的电磁铁对应串联后，再并联在控制电压回路中。

自复位选择开关采用自复位三位选择开关，每个开关均包含两个控制动作，按照起重机施工的需求，对于机架控制部，包含：左前水平伸缩开关s2、左后水平伸缩开关s3、右前水平伸缩开关s4、右后水平伸缩开关s5、左同步伸缩开关s6、右同步伸缩开关s7、左右同步伸缩开关s8；左前垂直伸缩开关s9、左后垂直伸缩开关s10，右前垂直伸缩开关s11、右后垂直伸缩开关s12；垂直全同步伸缩开关s13。

对于起吊小车控制部，包含：前侧左右横移开关s14、后侧左右横移开关s15、左前升降开关s16、左后升降开关s17、右前升降开关s18、右后升降开关s19、前侧同步升降开关s20、后侧同步升降开关s21、前后同步升降开关s22。

对于轮组控制部，包含：左前轮角度内外调整开关s23、右前轮角度内外调整开关s24、左后轮角度内外调整开关s25、右后轮角度内外调整开关s26、前轮左右转向开关s27、后轮左右转向开关s28。

对于行走控制部，包含：低速前后行走开关s29、高速前后行走开关s30。

对于支撑架控制部，包含：支撑架收放开关s31。

对于电缆滚筒控制部，包含：电缆滚筒进出开关s32。

各个电磁换向阀的电磁铁分别为：

第一总电磁阀11对应电磁铁yvh2，第二总电磁阀12对应电磁铁yvh1，两位四通电磁换向阀202对应电磁铁yvh3，左前水平电磁阀207a对应电磁铁yvh29、yvh30，左后水平电磁阀207b对应电磁铁yvh31、yvh32，右前水平电磁阀207c对应电磁铁yvh25、yvh26，右后水平电磁阀207d对应电磁铁yvh27、yvh28。

左前垂直电磁阀208a对应电磁铁yvh37、yvh38，左后垂直电磁阀208b对应电磁铁yvh39、yvh40，右前垂直电磁阀208c对应电磁铁yvh33、yvh34，右后垂直电磁阀208d对应电磁铁yvh35、yvh36。

两位四通电磁换向阀302对应电磁铁yvh4，左前起吊三位四通电磁换向阀308a对应电磁铁yvh11、yvh12，左后起吊三位四通电磁换向阀308b对应电磁铁yvh15、yvh16，右前起吊三位四通电磁换向阀308c对应电磁铁yvh9、yvh10，右后起吊三位四通电磁换向阀308d对应电磁铁yvh13、yvh14；前横移三位四通电磁换向阀309a对应电磁铁yvh17、yvh18，后横移三位四通电磁换向阀309b对应电磁铁yvh19、yvh20。

左前轮变角三位四通电磁换向阀402a对应电磁铁yvh49、yvh50，右前轮变角三位四通电磁换向阀402b对应电磁铁yvh45、yvh46，左后轮变角三位四通电磁换向阀402c对应电磁铁yvh51、yvh52，右后轮变角三位四通电磁换向阀402d对应电磁铁yvh47、yvh48；前轮转向三位四通电磁换向阀403a对应电磁铁yvh21、yvh22，后轮转向三位四通电磁换向阀403b对应电磁铁yvh23、yvh24。

行走电磁阀504对应电磁铁yvh7、yvh8,高低速切换电磁阀505对应电磁铁yvh5。支撑架三位四通电磁换向阀601对应电磁铁yvh41、yvh42。电缆滚筒三位四通电磁换向阀701对应电磁铁yvh43、yvh44。

为了确保机架控制部各油缸的同步缩回，只有在本起重机位于施工轨道中心时才允许同步缩回操作，将位于起重机底部检测中心位置的检测开关sx串联在左同步伸缩开关s6的“缩回”位与继电器k10的回路中，并使右同步伸缩开关s7“缩回”位对应的继电器k12与左右同步伸缩开关s8“缩回”位对应的继电器k15、k16具有一个共同端。

在利用本控制系统控制起重机时，首先按下液压泵启动按钮s1启动液压泵站1，然后按照需求进行操作，为了更加直观地表明各个开关操作、继电器、电磁铁的工作对应情况，下面用表格进行说明，见表1～3：

表1

表2

表3

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。