一种起重机负载稳控装置的制作方法

本实用新型涉及起重机技术领域，具体涉及一种起重机负载稳控装置。

背景技术：

汽车起重机，吊臂长、带载重量大，整机进行回转操作时，回转惯性较大，导致回转性能较差(启动时空行程大、停止时回转摆动大)，若采用闭式系统，虽然操作性能优越，但成本较高。

传统起重机的回转技术，因惯性负载较大，导致启动时空行程大、停止时压力冲击大、回转摆动大，对人和机都存在潜在的危险。

而且，传统起重机普通的负载保持功能，都是靠一个平衡阀闭锁住油缸内的油液，来实现支承负载，因为平衡阀有固有的内泄量(一般情况下泄漏量为3滴/分钟，约0.18ml/min)；因此在长时间仅靠平衡阀闭锁，是不能满足下沉量要求的。

技术实现要素：

基于此，针对上述问题，有必要提出一种可操作性强、结构简单、成本低、性能稳定、节能、效率高，且停止时压力冲击小，无回转摆动，实现近乎于零泄漏的起重机负载稳控装置。

本实用新型的技术方案如下：

一种起重机负载稳控装置，包括缓冲阀、变幅回路和伸缩回路，所述缓冲阀上设有第一进油口、第二进油口、溢流口、阀体出油口、第一回油口和第二回油口，缓冲阀通过第一回油口连接变幅回路，缓冲阀通过第二回油口连接伸缩回路，所述缓冲阀通过第一进油口和第二进油口分别连接双向液压马达的两个出油口，所述缓冲阀内设有回转换向阀、先导溢流阀、恒流阀和三通压力补偿阀，所述三通压力补偿阀的进油口分别连接第一进油口和第二进油口，三通压力补偿阀的出油口连接阀体出油口，所述回转换向阀通过LS反馈油路连接三通压力补偿阀的先导油口，且恒流阀设于LS反馈油路上，回转换向阀的两个工作油口分别连接第一回油口和第二回油口，所述先导溢流阀包括主阀和先导阀，所述主阀设于第一回油口和第二回油口之间，所述先导阀的进油口连接主阀，先导阀的出油口连接溢流口。

在本技术方案中，在回转换向阀与缓冲阀的进、出油口之间通过LS反馈油路连接三通压力补偿阀和恒流阀，恒流阀可以有效消除负载反馈油口上的压力波动，从而保证三通压力补偿阀阀杆运动平稳无抖动，从而实现流量平稳，三通压力补偿阀与回转换向阀组成一个调速阀，从而实现第一回油口和第二回油口的流量调节，使流量按比例输出，进而在变幅回路和伸缩回路中实现回油，不受负载大小的影响，操作整个过程中，动作平稳，不会忽快忽慢，实现平稳开启，而且当流量过大时，还可通过先导溢流阀控制多余流量溢出，避免冲击过大；当回转停止时，停止动作缓慢平稳，压力冲击小，操作的可控性强，当回转换向阀开口逐渐减小，第一回油口和第二回油口输出流量逐渐减小，通过三通压力补偿阀的流量逐渐增大，直至第一回油口和第二回油口输出流量为零，全部流量通过三通压力补偿阀回油箱；因为此流量减小的过程没有流量突变，流量平稳减小，所以双向液压马达缓慢减速直至制动器抱死，完全停止；所以停止时可操作性强，停止时压力冲击小，从而没有回转摆动。

优选的，所述变幅回路上设置有变幅油缸、变幅平衡阀和变幅变锁电磁阀，所述伸缩回路上设置有伸缩油缸、伸缩平衡阀和伸缩变锁电磁阀，所述变幅变锁电磁阀设于变幅油缸和变幅平衡阀之间，所述伸缩变锁电磁阀设于伸缩油缸和伸缩平衡阀之间。

在本技术方案中，在变幅回路上串联增设变幅变锁电磁阀，在伸缩回路上串联增设伸缩变锁电磁阀，当起重机正常工作时，变幅变锁电磁阀和伸缩变锁电磁阀均打开，变幅回路和伸缩回路上的油路畅通，实现起重机的正常作业(变幅、伸缩作业)；当起重机停止作业，人长时间离开设备时，关闭起重机电源，此时，变幅变锁电磁阀和伸缩变锁电磁阀均关闭，变幅回路和伸缩回路上的油路断开，即可同时锁住伸缩油缸和变幅油缸内的油液，实现近乎于零泄漏，从而保持负载在长时间悬空情况下，重物下沉量极小，达到作业要求。

优选的，所述第一回油口包括第一控制油口和第一工作油口，所述第一控制油口与所述变幅平衡阀相连通，所述第一工作油口与所述变幅油缸相连通。

变幅变锁电磁阀的进油口与变幅平衡阀的进油口相连通，变幅变锁电磁阀的出油口与变幅油缸的无杆腔相连通；第一控制油口与变幅平衡阀的出油口相连通，第一工作油口与变幅油缸的有杆腔相连通；实现对变幅回路内油液的控制，操作简单，能保持负载不变，具有很高可靠性，提高使用寿命，避免泄露。

优选的，所述第二回油口包括第二控制油口和第二工作油口，所述第二控制油口与所述伸缩平衡阀相连通，所述第二工作油口与所述伸缩油缸相连通。

伸缩变锁电磁阀的进油口与伸缩平衡阀的进油口相连通，伸缩变锁电磁阀的出油口与伸缩油缸的无杆腔相连通；第二控制油口与伸缩平衡阀的出油口相连通，第二工作油口与伸缩油缸的有杆腔相连通；实现对伸缩回路内油液的控制，操作简单，能保持负载不变，具有很高可靠性，提高使用寿命，避免泄露。

优选的，还包括启动电机、负载跟踪控制器和设于起重机支腿上的重量传感器，所述负载跟踪控制器包括转速传感器、转速调节单元和转矩传感器，所述启动电机的第一信号输出端连接转速传感器的信号输入端，所述启动电机的第二信号输出端连接转矩传感器的信号输入端，所述启动电机的第三信号输出端连接变幅变锁电磁阀的信号输入端，所述启动电机的第四信号输出端连接伸缩变锁电磁阀的信号输入端；所述转速传感器的信号输出端连接转速调节单元的第一信号输入端，所述转矩传感器的信号输出端连接转速调节单元的第二信号输入端，所述重量传感器的信号输出端连接转速调节单元的第三信号输入端，所述转速调节单元的第一信号输出端连接启动电机的信号输入端。

在本技术方案中，使用时，在转速调节单元输入转子转速参数，然后完成启动电机的启动，由转速传感器跟踪监测电机的转子转速，转矩传感器监测电机的负载转矩，转速调节单元根据监测数据对启动电机进行调整，具有结构简单、成本低、性能稳定、节能、效率高的优点；而且，当启动电机功率变换时，变幅变锁电磁阀和伸缩变锁电磁阀感应到启动电机的功率变换，判断起重机是否在正常运转，进而实现变幅回路和伸缩回路上的油路开闭。

优选的，所述第一进油口和第二进油口的通路上分别设有第一背压阀和第二背压阀，所述第一背压阀的出油口通过第一电比例减压阀连接三通压力补偿阀的进油口，第二背压阀的出油口通过第二电比例减压阀连接三通压力补偿阀的进油口；所述转速调节单元的第二信号输出端连接第一电比例减压阀的信号输入端，所述转速调节单元的第三信号输出端连接第二电比例减压阀的信号输入端。

使油液仅可以自第一背压阀和第二背压阀通过，从而能够有效地控制油液的流量和压力，消除回转启动和回转停止瞬间引起的瞬时系统高压，提升回转的稳定性，达到缓冲的目的，油液可以直接进入，从而提高回转效率；而且电比例减压阀可以根据转速调节单元输入的转子转速参数提供大小可调的恒定工作压力，从而可以根据实际需要精确控制两个背压阀的阀口开口度，满足操作的微动性要求。

优选的，所述启动电机的输出轴上机械连接有回馈电机，所述回馈电机通过导向二极管与电能储放器电连接；所述所述转速调节单元的第四信号输出端连接回馈电机的信号输入端。

在本技术方案中，通过由启动电机和回馈电机组成复合电机，即启动电机和回馈电机同时实现提升，既可满足启动时所需功率，又能实现回馈能量的回收和应用，且回馈电机独立控制，对启动电机无干涉，其结构简单、经济可靠、成本低、节能效果明显；在同等负载情况下，启动电机功率可减少50％以上，大大降低启动电机主回路电控系统容量，从而大幅降低成本；同时，系统回馈能量又可再应用，可降低能耗40％以上，这既降低了设备制造成本和营运成本，也实现了节能降耗的效果。

优选的，所述启动电机与回馈电机之间的功率配比为2.5-3:1。该功率配比下，即如果功率为200kw，则可组成功率为150kw的启动电机和功率为50kw的回馈电机，提升时回馈电机输出功率为50kw，而在回收时，位能负载的输入为200kw，大大降低了能耗；相比于功率配置为2.5-1：1时，由于启动电机功率过低，必然会导致负载供能不足，引起不必要的麻烦，甚至安全事故；所以2.5-3：1的功率配比更能满足启动电机工作的需求，且同时能降低能耗。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型在操作整个过程中，动作平稳，不会忽快忽慢，实现平稳开启，而且当流量过大时，通过先导溢流阀控制多余流量溢出，避免冲击过大；当回转停止时，停止动作缓慢平稳，压力冲击小，操作的可控性强，从而没有回转摆动。

2、本实用新型在变幅回路上串联增设变幅变锁电磁阀，在伸缩回路上串联增设伸缩变锁电磁阀，可同时锁住伸缩油缸和变幅油缸内的油液，实现近乎于零泄漏，从而保持负载在长时间悬空情况下，重物下沉量极小，达到作业要求。

3、实现对变幅回路和伸缩回路内油液的控制，操作简单，能保持负载不变，具有很高可靠性，提高使用寿命，避免泄露。

4、根据监测数据对启动电机进行调整，具有结构简单、成本低、性能稳定、节能、效率高的优点；当启动电机功率变换时，变幅变锁电磁阀和伸缩变锁电磁阀感应到启动电机的功率变换，判断起重机是否在正常运转，进而实现变幅回路和伸缩回路上的油路开闭。

5、油液仅可以自第一背压阀和第二背压阀通过，从而能够有效地控制油液的流量和压力，消除回转启动和回转停止瞬间引起的瞬时系统高压，提升回转的稳定性，达到缓冲的目的，油液可以直接进入，从而提高回转效率。

6、根据转速调节单元输入的转子转速参数调节电比例减压阀的恒定工作压力，从而可以根据实际需要精确控制两个背压阀的阀口开口度，满足操作的微动性要求。

7、通过由启动电机和回馈电机组成复合电机，即启动电机和回馈电机同时实现提升，既可满足启动时所需功率，又能实现回馈能量的回收和应用，且回馈电机独立控制，对启动电机无干涉，其结构简单、经济可靠、成本低、节能效果明显。

8、启动电机与回馈电机之间的功率配比为2.5-3:1，该功率配比下，启动电机功率可减少50％以上，大大降低启动电机主回路电控系统容量，从而大幅降低成本；同时，系统回馈能量又可再应用，可降低能耗40％以上，这既降低了设备制造成本和营运成本，也实现了节能降耗的效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例所述起重机负载稳控装置的电路连接图；

图2是本实用新型实施例所述缓冲阀内部的电路连接图；

图3是本实用新型实施例所述启动电机与回馈电机连接的结构示意图；

图4是本实用新型实施例所述起重机负载稳控装置的原理框图。

附图标记说明：

10-缓冲阀；101-第一进油口；101a-第一背压阀；101b-第一电比例减压阀；102-第二进油口；102a-第二背压阀；102b-第二电比例减压阀；103-溢流口；104-阀体出油口；105-第一回油口；105a-第一控制油口；105b-第一工作油口；106-第二回油口；106a-第二控制油口；106b-第二工作油口；20-变幅回路；201-变幅油缸；202-变幅平衡阀；203-变幅变锁电磁阀；30-伸缩回路；301-伸缩油缸；302-伸缩平衡阀；303-伸缩变锁电磁阀；40-双向液压马达；501-回转换向阀；502a-主阀；502b-先导阀；503-恒流阀；504-三通压力补偿阀；60-启动电机；601-重量传感器；602-转速传感器；603-转速调节单元；604-转矩传感器；70-回馈电机；701-电能储放器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

实施例

如图1-图3所示，一种起重机负载稳控装置，包括缓冲阀10、变幅回路20和伸缩回路30，所述缓冲阀10上设有第一进油口101、第二进油口102、溢流口103、阀体出油口104、第一回油口105和第二回油口106，缓冲阀10通过第一回油口105连接变幅回路20，缓冲阀10通过第二回油口106连接伸缩回路30，所述缓冲阀10通过第一进油口101和第二进油口102分别连接双向液压马达40的两个出油口，所述缓冲阀10内设有回转换向阀501、先导溢流阀、恒流阀503和三通压力补偿阀504，所述三通压力补偿阀504的进油口分别连接第一进油口101和第二进油口102，三通压力补偿阀504的出油口连接阀体出油口104，所述回转换向阀501通过LS反馈油路连接三通压力补偿阀504的先导油口，且恒流阀503设于LS反馈油路上，回转换向阀501的两个工作油口分别连接第一回油口105和第二回油口106，所述先导溢流阀包括主阀502a和先导阀502b，所述主阀502a设于第一回油口105和第二回油口106之间，所述先导阀502b的进油口连接主阀502a，先导阀502b的出油口连接溢流口103。

在本实施例中，在回转换向阀501与缓冲阀10的进、出油口之间通过LS反馈油路连接三通压力补偿阀504和恒流阀503，恒流阀503可以有效消除负载反馈油口上的压力波动，从而保证三通压力补偿阀504阀杆运动平稳无抖动，从而实现流量平稳，三通压力补偿阀504与回转换向阀501组成一个调速阀，从而实现第一回油口105和第二回油口106的流量调节，使流量按比例输出，进而在变幅回路20和伸缩回路30中实现回油，不受负载大小的影响，操作整个过程中，动作平稳，不会忽快忽慢，实现平稳开启，而且当流量过大时，还可通过先导溢流阀控制多余流量溢出，避免冲击过大；当回转停止时，停止动作缓慢平稳，压力冲击小，操作的可控性强，当回转换向阀501开口逐渐减小，第一回油口105和第二回油口106输出流量逐渐减小，通过三通压力补偿阀504的流量逐渐增大，直至第一回油口105和第二回油口106输出流量为零，全部流量通过三通压力补偿阀504回油箱；因为此流量减小的过程没有流量突变，流量平稳减小，所以双向液压马达40缓慢减速直至制动器抱死，完全停止；所以停止时可操作性强，停止时压力冲击小，从而没有回转摆动。

在其中一个实施例中，如图1所示，所述变幅回路20上设置有变幅油缸201、变幅平衡阀202和变幅变锁电磁阀203，所述伸缩回路30上设置有伸缩油缸301、伸缩平衡阀302和伸缩变锁电磁阀303，所述变幅变锁电磁阀203设于变幅油缸201和变幅平衡阀202之间，所述伸缩变锁电磁阀303设于伸缩油缸301和伸缩平衡阀302之间。

在本实施例中，在变幅回路20上串联增设变幅变锁电磁阀203，在伸缩回路30上串联增设伸缩变锁电磁阀303，当起重机正常工作时，变幅变锁电磁阀203和伸缩变锁电磁阀303均打开，变幅回路20和伸缩回路30上的油路畅通，实现起重机的正常作业(变幅、伸缩作业)；当起重机停止作业，人长时间离开设备时，关闭起重机电源，此时，变幅变锁电磁阀203和伸缩变锁电磁阀303均关闭，变幅回路20和伸缩回路30上的油路断开，即可同时锁住伸缩油缸301和变幅油缸201内的油液，实现近乎于零泄漏，从而保持负载在长时间悬空情况下，重物下沉量极小，达到作业要求。

在另一个实施例中，如图1所示，所述第一回油口105包括第一控制油口105a和第一工作油口105b，所述第一控制油口105a与所述变幅平衡阀202相连通，所述第一工作油口105b与所述变幅油缸201相连通。

变幅变锁电磁阀203的进油口与变幅平衡阀202的进油口相连通，变幅变锁电磁阀203的出油口与变幅油缸201的无杆腔相连通；第一控制油口105a与变幅平衡阀202的出油口相连通，第一工作油口105b与变幅油缸201的有杆腔相连通；实现对变幅回路20内油液的控制，操作简单，能保持负载不变，具有很高可靠性，提高使用寿命，避免泄露。

在另一个实施例中，如图1所示，所述第二回油口106包括第二控制油口106a和第二工作油口106b，所述第二控制油口106a与所述伸缩平衡阀302相连通，所述第二工作油口106b与所述伸缩油缸301相连通。

伸缩变锁电磁阀303的进油口与伸缩平衡阀302的进油口相连通，伸缩变锁电磁阀303的出油口与伸缩油缸301的无杆腔相连通；第二控制油口106a与伸缩平衡阀302的出油口相连通，第二工作油口106b与伸缩油缸301的有杆腔相连通；实现对伸缩回路30内油液的控制，操作简单，能保持负载不变，具有很高可靠性，提高使用寿命，避免泄露。

在另一个实施例中，如图4所示，还包括启动电机60、负载跟踪控制器和设于起重机支腿上的重量传感器601，所述负载跟踪控制器包括转速传感器602、转速调节单元603和转矩传感器604，所述启动电机60的第一信号输出端连接转速传感器602的信号输入端，所述启动电机60的第二信号输出端连接转矩传感器604的信号输入端，所述启动电机60的第三信号输出端连接变幅变锁电磁阀203的信号输入端，所述启动电机60的第四信号输出端连接伸缩变锁电磁阀303的信号输入端；所述转速传感器602的信号输出端连接转速调节单元603的第一信号输入端，所述转矩传感器604的信号输出端连接转速调节单元603的第二信号输入端，所述重量传感器601的信号输出端连接转速调节单元603的第三信号输入端，所述转速调节单元603的第一信号输出端连接启动电机60的信号输入端。

在本实施例中，使用时，在转速调节单元603输入转子转速参数，然后完成启动电机60的启动，由转速传感器602跟踪监测电机的转子转速，转矩传感器604监测电机的负载转矩，转速调节单元603根据监测数据对启动电机60进行调整，具有结构简单、成本低、性能稳定、节能、效率高的优点；而且，当启动电机60功率变换时，变幅变锁电磁阀203和伸缩变锁电磁阀303感应到启动电机60的功率变换，判断起重机是否在正常运转，进而实现变幅回路20和伸缩回路30上的油路开闭。

在另一个实施例中，如图2和图4所示，所述第一进油口101和第二进油口102的通路上分别设有第一背压阀101a和第二背压阀102a，所述第一背压阀101a的出油口通过第一电比例减压阀101b连接三通压力补偿阀504的进油口，第二背压阀102a的出油口通过第二电比例减压阀102b连接三通压力补偿阀504的进油口；所述转速调节单元603的第二信号输出端连接第一电比例减压阀101b的信号输入端，所述转速调节单元603的第三信号输出端连接第二电比例减压阀102b的信号输入端。

使油液仅可以自第一背压阀101a和第二背压阀102a通过，从而能够有效地控制油液的流量和压力，消除回转启动和回转停止瞬间引起的瞬时系统高压，提升回转的稳定性，达到缓冲的目的，油液可以直接进入，从而提高回转效率；而且电比例减压阀可以根据转速调节单元603输入的转子转速参数提供大小可调的恒定工作压力，从而可以根据实际需要精确控制两个背压阀的阀口开口度，满足操作的微动性要求。

在另一个实施例中，如图3所示，所述启动电机60的输出轴上机械连接有回馈电机70，所述回馈电机70通过导向二极管与电能储放器701电连接；所述所述转速调节单元603的第四信号输出端连接回馈电机70的信号输入端。

在本实施例中，通过由启动电机60和回馈电机70组成复合电机，即启动电机60和回馈电机70同时实现提升，既可满足启动时所需功率，又能实现回馈能量的回收和应用，且回馈电机70独立控制，对启动电机60无干涉，其结构简单、经济可靠、成本低、节能效果明显；在同等负载情况下，启动电机60功率可减少50％以上，大大降低启动电机60主回路电控系统容量，从而大幅降低成本；同时，系统回馈能量又可再应用，可降低能耗40％以上，这既降低了设备制造成本和营运成本，也实现了节能降耗的效果。

在另一个实施例中，所述启动电机60与回馈电机70之间的功率配比为2.5:1。

在另一个实施例中，所述启动电机60与回馈电机70之间的功率配比为3:1。

在另一个实施例中，所述启动电机60与回馈电机70之间的功率配比为2.7:1。

该功率配比下，即如果功率为200kw，则可组成功率为150kw的启动电机60和功率为50kw的回馈电机70，提升时回馈电机70输出功率为50kw，而在回收时，位能负载的输入为200kw，大大降低了能耗；相比于功率配置为2.5-1：1时，由于启动电机60功率过低，必然会导致负载供能不足，引起不必要的麻烦，甚至安全事故；所以2.5-3：1的功率配比更能满足启动电机60工作的需求，且同时能降低能耗。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。