一种电动正面吊势能回收液压系统的制作方法

1.本发明涉及液压系统领域，特别是涉及一种电动正面吊势能回收液压系统。


背景技术：

2.正面吊工作时，负载由大臂承受且能到达较高的位置，大负载、高位置时其势能也较高。如果不对势能进行回收，则会导致能量浪费，对该部分能量进行回收是比较可观的。可使大臂下降时的压力油带动液压马达转动，液压马达带动发电机转动，从而实现势能回收。
3.但当大臂处于较低的位置且负载较小时进行势能回收，回收势能将不能满足发电机转动的消耗，从而引起更大的能量损耗。同时当大臂停止下降后，发电机和液压马达仍将转动一定的时间，液压马达没有补油措施时非常容易吸空磨损，降低寿命。
4.因此，如何提供一种克服上述问题的电动正面吊势能回收液压系统的是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种电动正面吊势能回收液压系统，通过逻辑开关阀和补油换向阀实现低势能低负载状况下为液压马达补油，延长使用寿命。
6.为解决上述技术问题，本发明提供一种电动正面吊势能回收液压系统，包括油箱、泵组、先导阀组、多路阀组、俯仰阀组和俯仰油缸，所述多路阀的伸出油口通过所述俯仰阀组连接所述俯仰油缸的无杆腔，所述多路阀的缩回油口通过所述俯仰阀组连接所述俯仰油缸的有杆腔，还包括液压马达、发电机、逻辑开关阀和补油换向阀，所述液压马达的进口通过所述逻辑开关阀连接所述多路阀的所述伸出油口，所述液压马达的出口连接所述多路阀的所述缩回油口，所述液压马达的进口和出口还通过所述补油换向阀连接，大臂下降势能回收时，所述逻辑开关阀导通，液压油进入所述液压马达驱动所述发电机，大臂停止下降后，所述补油换向阀导通直接连通所述液压马达的进口和出口。
7.优选地，所述逻辑开关阀具体为液控开关阀，所述液控开关阀的液控口设置有逻辑控制电磁换向阀，所述逻辑控制电磁换向阀用于控制液压油进入所述液控开关阀的液控口。
8.优选地，所述多路阀组包括第一比例电磁阀、第二比例电磁阀、俯仰换向阀、背压阀、负载保持阀和溢流阀。
9.优选地，所述俯仰阀组包括液控二通阀、阻尼、二通控制电磁换向阀、差动液控换向阀、单向阀和差动控制电磁换向阀。
10.优选地，包括并联的多组所述俯仰油缸，每个所述俯仰油缸均连接有所述俯仰阀组。
11.优选地，所述泵组包括电机以及连接所述电机的两个油泵。
12.优选地，还包括势能回收阀块，所述逻辑开关阀阀、所述补油换向阀和所述逻辑控
制电磁换向阀安装于所述势能回收阀块。
13.优选地，所述势能回收阀块上设置有进油口、出油口和补油口，所述进油口连接所述伸出油口，所述出油口连接所述液压马达的进口，所述补油口连接所述液压马达的出口。
14.优选地，所述逻辑开关阀和所述逻辑控制电磁换向阀安装于所述势能回收阀块上面，所述补油口设置于所述势能回收阀块上面，所述补油换向阀安装于所述势能回收阀块侧面，所述出油口设置于所述势能回收阀块正面，所述进油口设置于所述势能回收阀块下面。
15.优选地，所述势能回收阀块正面设置有检测油口和控制口。
16.本发明提供一种电动正面吊势能回收液压系统，包括油箱、泵组、先导阀组、多路阀组、俯仰阀组和俯仰油缸，多路阀的伸出油口通过俯仰阀组连接俯仰油缸的无杆腔，多路阀的缩回油口通过俯仰阀组连接俯仰油缸的有杆腔，还包括液压马达、发电机、逻辑开关阀和补油换向阀，液压马达的进口通过逻辑开关阀连接多路阀的伸出油口，液压马达的出口连接多路阀的缩回油口，液压马达的进口和出口还通过补油换向阀连接，大臂下降势能回收时，逻辑开关阀导通，液压油进入液压马达驱动发电机，大臂停止下降后，补油换向阀导通直接连通液压马达的进口和出口。
17.通过油箱、泵组、先导阀组、多路阀组、俯仰阀组和俯仰油缸实现大臂的俯仰动作，当需要进行势能回收时，逻辑开关阀打开，补油换向阀关闭，俯仰油缸无杆腔内的液压油经过逻辑开关阀进入液压马达，驱动液压马达转动，进而带动发动机转动产生电能，达到势能回收的目的并使大臂下降。当大臂停止下降后，逻辑开关阀关闭，补油换向阀打开，液压马达的进口和出口直接连通，实现液压马达的补油。
18.不同工况选择不同的下降模式，更加节能，通过逻辑开关阀和补油换向阀实现低势能低负载状况下为液压马达补油，简化结构，延长使用寿命。
附图说明
19.图1为本发明所提供的电动正面吊势能回收液压系统的一种具体实施方式的液压原理图；
20.图2为本发明所提供的电动正面吊势能回收液压系统的一种具体实施方式中势能回收阀组的液压原理图；
21.图3为本发明所提供的电动正面吊势能回收液压系统的一种具体实施方式中多路阀组的液压原理图；
22.图4为本发明所提供的电动正面吊势能回收液压系统的一种具体实施方式中俯仰阀组的液压原理图；
23.图5为本发明所提供的电动正面吊势能回收液压系统的一种具体实施方式中势能回收阀块的结构示意图；
24.图6为本发明所提供的电动正面吊势能回收液压系统的一种具体实施方式中势能回收阀块的另一视角的结构示意图。
25.其中，油箱1、电机2、油泵3、先导阀组4、多路阀组5、第一比例电磁阀5-1、第二比例电磁阀5-2、俯仰换向阀5-3、背压阀5-4、负载保持阀5-5、溢流阀5-6、俯仰阀组6、液控二通阀6-1、阻尼6-2、二通控制电磁换向阀6-3、差动液控换向阀6-4、单向阀6-5、差动控制电磁
换向阀6-6、俯仰油缸7、液压马达8、发电机9、逻辑开关阀10、补油换向阀11、逻辑控制电磁换向阀12、回油过滤器13、势能回收阀块14。
具体实施方式
26.本发明的核心是提供一种电动正面吊势能回收液压系统，通过逻辑开关阀和补油换向阀实现低势能低负载状况下为液压马达补油，延长使用寿命。
27.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
28.请参考图1至图4，图1为本发明所提供的电动正面吊势能回收液压系统的一种具体实施方式的液压原理图；图2为本发明所提供的电动正面吊势能回收液压系统的一种具体实施方式中势能回收阀组的液压原理图；图3为本发明所提供的电动正面吊势能回收液压系统的一种具体实施方式中多路阀组的液压原理图；图4为本发明所提供的电动正面吊势能回收液压系统的一种具体实施方式中俯仰阀组的液压原理图。
29.本发明具体实施方式提供一种电动正面吊势能回收液压系统，包括油箱1、泵组、先导阀组4、多路阀组5、俯仰阀组6和俯仰油缸7，多路阀的伸出油口通过俯仰阀组6连接俯仰油缸7的无杆腔，多路阀的缩回油口通过俯仰阀组6连接俯仰油缸7的有杆腔。
30.进一步地，液压系统还包括补油阀组、液压马达8和发电机9，补油阀组包括逻辑开关阀10和补油换向阀11，液压马达8的进口通过逻辑开关阀10连接多路阀的伸出油口，液压马达8的出口连接多路阀的缩回油口，液压马达8的进口和出口还通过补油换向阀11连接，大臂下降势能回收时，逻辑开关阀10导通，液压油进入液压马达8驱动发电机9，大臂停止下降后，补油换向阀11导通直接连通液压马达8的进口和出口。
31.通过油箱1、泵组、先导阀组4、多路阀组5、俯仰阀组6和俯仰油缸7实现大臂的俯仰动作，当需要进行势能回收时，逻辑开关阀10打开，补油换向阀11关闭，俯仰油缸7无杆腔内的液压油经过逻辑开关阀10进入液压马达8，驱动液压马达8转动，进而带动发动机转动产生电能，达到势能回收的目的并使大臂下降。当大臂停止下降后，逻辑开关阀10关闭，补油换向阀11打开，液压马达8的进口和出口直接连通，实现液压马达8的补油。
32.具体地，多路阀组5包括第一比例电磁阀5-1、第二比例电磁阀5-2、俯仰换向阀5-3、背压阀5-4、负载保持阀5-5和溢流阀5-6。俯仰阀组6包括液控二通阀6-1、阻尼6-2、二通控制电磁换向阀6-3、差动液控换向阀6-4、单向阀6-5和差动控制电磁换向阀6-6。逻辑开关阀10具体为液控开关阀，液控开关阀的液控口设置有逻辑控制电磁换向阀12，逻辑控制电磁换向阀12用于控制液压油进入液控开关阀的液控口。
33.具体工作过程为：当大臂需要起升时，即俯仰油缸7无杆腔进油。电机2转动，带动油泵3转动，油泵3从油箱1中吸油，给系统提供压力油。少部分压力油进入先导阀组4，经过先导阀组4的减压作用，输出合适压力的压力油给多路阀组5的先导控制油路，参与多路阀组5的控制。绝大部分压力油直接进入多路阀组5的主工作油路。当多路阀组5上的第一比例电磁阀5-1的线圈得电，进入先导控制油路的压力油将会使多路阀组5的俯仰换向阀5-3变到上位，主工作油路中的压力油经过负载保持阀5-5后，将从多路阀组5的伸出油口流出，进入俯仰阀组6，其中溢流阀5-6起到安全阀功能。在压力油的作用下，俯仰阀组6中的液控二通阀6-1打开，压力油进入俯仰油缸7的无杆腔中，俯仰油缸7的有杆腔中的液压油通过管路
流回油箱1，俯仰油缸7的活塞杆伸出，大臂起升。
34.当大臂上的负载较小或无负载时，俯仰阀组6中的差动控制电磁换向阀6-6的线圈得电，差动控制电磁换向阀6-6变到右位。一部分压力油通过差动控制电磁换向阀6-6后到达差动液控换向阀6-4的控制端，使差动液控换向阀6-4变到左位。此时俯仰油缸7的有杆腔与无杆腔在单向阀6-5的作用下单向沟通，构成差动回路。在压力油进入俯仰油缸7无杆腔的过程中，俯仰油缸7有杆腔中的液压油将会通过单向阀6-5进入无杆腔内，实现大臂的快速起升。
35.当大臂需要下降时，在压力作用下液控二通阀6-1无法自主反向打开。二通控制电磁换向阀6-3的线圈得电，使二通控制电磁换向阀6-3变到上位，液控二通阀6-1的控制油泄压，从而使液控二通阀6-1打开，俯仰油缸7无杆腔内的液压油从俯仰阀组6流出。
36.当需要进行势能回收时，多路阀组5中的第二比例电磁阀5-2的线圈保持不得电状态。由于第二比例电磁阀5-2没有输出先导控制压力油，负载保持阀5-5无法在压力油作用下反向打开。逻辑控制电磁换向阀12的线圈得电，逻辑控制电磁换向阀12变到上位，使逻辑开关阀10的控制油泄压，在主工作油路中的压力油作用下，逻辑开关阀10打开，俯仰阀组6中流出的压力油全部通过逻辑开关阀10去往液压马达8，带动液压马达8转动。从液压马达8出口排出的液压油会通过管路到达多路阀组5的缩回油口，并与多路阀组5中的回油路相通，在背压阀5-4的作用下，多路阀组5内的回油管路产生一定的背压，将一部分液压油通过管路压入俯仰油缸7的有杆腔内，起到补油作用，其余液压油回到油箱1。而液压马达8转动会带动发电机9转动而产生电能，达到势能回收的目的并使大臂下降。
37.当大臂停止下降后，逻辑控制电磁换向阀12的线圈失电，液压油路断开。液压马达8和发电机9在惯性作用下仍将转动一定的时间。此时补油换向阀11的线圈得电，补油换向阀11变到左位，液压马达8的入口与出口直接沟通，实现液压马达8的补油。
38.当不需要进行势能回收时，多路阀组5中的第二比例电磁阀5-2的线圈得电。第二比例电磁阀5-2输出先导控制压力油，使多路阀组5的俯仰换向阀5-3变到下位，同时让负载保持阀5-5内部的控制油泄压，使负载保持阀5-5能够在压力油作用下反向打开。逻辑控制电磁换向阀12的线圈保持不得电状态，使逻辑开关阀10无法在压力油作用下反向打开，俯仰阀组6中流出的压力油全部通过多路阀组5的俯仰换向阀5-3回油。在背压阀5-4的作用下，一部分液压油通过管路压入俯仰油缸7的有杆腔内补油，其余液压油回到油箱1，使大臂下降。
39.其中，逻辑控制电磁换向阀12的电磁线圈为sv12；补油换向阀11的电磁线圈为sv11；二通控制电磁换向阀6-3的电磁线圈为sv6-3；差动控制电磁换向阀6-6的电磁线圈为sv6-6；第一比例电磁阀5-1的电磁线圈为sv5-1；第二比例电磁阀5-2的电磁线圈为sv5-2。规定“1”表示线圈高电平，“0”表示线圈低电平，门架动作逻辑表如下。
[0040][0041]
不同工况选择不同的下降模式，更加节能，通过逻辑开关阀10和补油换向阀11实现低势能低负载状况下为液压马达8补油，简化结构，延长使用寿命。
[0042]
优先地，包括并联的多组俯仰油缸7，每个俯仰油缸7均连接有俯仰阀组6，各俯仰阀组6的阀门同步动作。泵组包括电机2以及连接电机2的两个油泵3。连通油箱1的回油管路上设置有回油过滤器13。
[0043]
请参考图5和图6，图5为本发明所提供的电动正面吊势能回收液压系统的一种具体实施方式中势能回收阀块的结构示意图；图6为本发明所提供的电动正面吊势能回收液压系统的一种具体实施方式中势能回收阀块的另一视角的结构示意图。
[0044]
在上述各具体实施方式提供的电动正面吊势能回收液压系统的基础上，还包括势能回收阀块14，逻辑开关阀10阀、补油换向阀11和逻辑控制电磁换向阀12安装于势能回收阀块14。
[0045]
具体地，势能回收阀块14上设置有进油口c1、进油口c2、出油口qa和补油口qb，进油口c1、c2连接伸出油口，出油口qa连接液压马达8的进口，补油口qb连接液压马达8的出口。逻辑开关阀10和逻辑控制电磁换向阀12安装于势能回收阀块14上面，补油口qb设置于势能回收阀块14上面，补油换向阀11安装于势能回收阀块14侧面，出油口qa设置于势能回收阀块14正面，进油口c1、c2设置于势能回收阀块14下面，势能回收阀块14正面设置有检测油口ma、mc和控制口qd。
[0046]
联接时，势能回收阀块14进油口c1和c2均与逻辑开关阀10的进口相通，且c1口、c2口和mc口也都相通。逻辑开关阀10的出口与补油换向阀11的进口相通，逻辑开关阀10的出口也与出油口qa和ma口相通。补油换向阀11的出口与补油口qb相通。补油换向阀11的其他出口被势能回收阀块14的阀体堵住。qd口与逻辑控制电磁换向阀12的进口相通。也可根据情况调整势能回收阀块14的结构及布置方式，均在本发明的保护范围之内。
[0047]
当正面吊需要大臂下降动作，进行势能回收工况作业时，t＝0、t＝t1时为势能回收工况大臂下降开始阶段控制；t＝t2、t＝t3时为势能回收工况大臂下降结束阶段控制。
[0048]
t＝0时，大臂处于静止状态，逻辑控制电磁换向阀12的电磁线圈sv12不得电，逻辑开关阀10的进口与出口不导通；补油换向阀11的电磁线圈sv11得电，补油换向阀11的进口隔断；二通控制电磁换向阀6-3的电磁线圈sv6-3不得电，液控二通阀6-1无法在俯仰油缸7
无杆腔的压力油作用下实现自主导通。
[0049]
发电机9得到信号开始以一个旋转方向转动，通过一个较慢的固定转速带动液压马达8转动，此状态下液压马达8反向进油。由于油路不通，液压油将会在逻辑开关阀10的出口形成一定的压力。
[0050]
t＝t1时，发电机9得到停止信号，在惯性作用下，液压马达8仍将保持现在的转动方向转动，继续反向进油。
[0051]
俯仰油缸7无杆腔的压力油通过管路到达逻辑开关阀10的进口，并通过逻辑开关阀10后作用在液压马达8上，使液压马达8改变转动方向并逐渐加速至稳定转速，此状态下液压马达8正向进油。液压马达82的转动带动电机2转动，发电机9得到信号处于发电机9模式，实现势能的回收。
[0052]
在t＝t1时刻，逻辑开关阀10的进口与出口之间的压差比出口无压力时的压差要小，造成的液压冲击就小，实现势能回收工况时大臂下降动作的平稳启动。
[0053]
t＝t2时，逻辑控制电磁换向阀12的电磁线圈sv12失电，逻辑开关阀10的进口与出口将不能导通；发电机9得到停止信号，在惯性作用下，液压马达8仍将保持现在的转动方向转动，继续正向进油；补油换向阀11的电磁线圈sv11失电，补油换向阀11进口与出口相通，使液压马达8的进口与出口直接沟通，实现液压马达8的补油；第二比例电磁阀5-2的电磁线圈sv5-2得电，第二比例电磁阀5-2的阀口打开一定的开度，其开度由发电模式下的发电机9的转速所决定，先导控制油取自先导阀组4，在先导压力油作用下，俯仰换向阀5-3的阀口和负载保持阀5-5的阀口也会打开与之对应的开度，并在t3-t2一段时间的延时斜坡信号后，第二比例电磁阀5-2的电磁线圈sv5-2失电，实现结束阶段液压冲击的缓解。
[0054]
t＝t3时，第二比例电磁阀5-2的电磁线圈sv5-2失电，第二比例电磁阀5-2阀口、俯仰换向阀5-3阀口和负载保持阀5-5阀口关闭。在第二比例电磁阀5-2的电磁线圈sv5-2失电的同时，二通控制电磁换向阀6-3的电磁线圈sv6-3失电，液控二通阀6-1关闭。大臂下降停止，势能回收结束。
[0055]
将多种阀的功能集成到一个阀块14总成上，提高了通用性，简化液压管路，降低了维护难度，节省空间。阀块14总成上的各液压零部件通过阀块14内部油道相联，省去了联接的胶管，缩短了联接的距离，减少管路的压力损失，提高效率，简化安装。提高了实用性，采用较少及通用化高的元件实现本发明的功能。通过对势能回收工况下大臂下降动作开始阶段和结束阶段控制时序的优化，减小液压冲击，减少液压元件磨损，提高使用寿命。
[0056]
以上对本发明所提供的电动正面吊势能回收液压系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。