一种起重机单缸插销伸缩系统及起重机的制作方法

1.本发明涉及一种起重机单缸插销伸缩系统及起重机，属于工程机械技术领域。


背景技术：

2.目前行业单缸插销伸缩系统基本形式：采用一个独立的供油系统经过伸缩油缸活动芯管给缸头体供油；通过缸头体内置油缸拔下缸销和臂销，缸销和臂销利用弹簧复位；利用伸缩油缸小腔压力打开平衡阀实现伸缩油缸回缩。
3.如图1所示，为一种现有的伸缩系统液压原理，伸缩油缸111的伸出与缩回动作是由变量液压泵11配合液控比例换向阀14来控制。工作时，调节控制器输出给变量液压泵11的电流大小来控制排量，进而控制伸缩油缸111的运动速度。通过液控比例换向阀14的换向改变油液方向，实现伸缩油缸111的伸出与缩回动作的切换。拔缸销和拔臂销动作是由另一液压系统完成，定量泵117输出的油液经过换向阀116、伸缩油缸内的第一芯管112和缸臂销切换阀113，进入第一缸销油缸19或第一臂销油缸110，完成拔缸销和拔臂销动作。缸臂销切换阀113控制拔缸销和拔臂销两个动作的切换。定量泵117出口第一蓄能器115用于减小拔缸销、臂销时的压力冲击。
4.现有技术的缺点为：伸缩油缸111伸缩时保证第一芯管112流量的同时又要保证系统压力，导致功率损失大。第一芯管112承受供拔缸销和臂销的油液压力，对其结构强度要求高，轻量化难以进一步提升；同时伸缩油缸111带着吊臂回缩启动瞬间，平衡阀的开启时往往会出现由于瞬间全开导致吊臂突然下沉，或者开启响应慢导致长时间吊臂回缩没有反应。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种起重机单缸插销伸缩系统及起重机，解决伸缩油缸轻量化难以及响应慢的技术问题。
6.为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：
7.第一方面，本发明提供了一种起重机单缸插销伸缩系统，包括依次连接的液压油箱、换向机构、第一液压缸、调节机构以及第二液压缸；所述第一液压缸用于驱动起重机的伸缩臂，所述换向机构用于切换液压油箱和第一液压缸之间的连接油路；所述第二液压缸包括分别用于驱动起重机的拔臂销机构和拔缸销机构的臂销油缸和缸销油缸，所述调节机构用于控制第一液压缸与臂销油缸和缸销油缸之间的连通关系；
8.所述换向机构和第一液压缸之间还设置有平衡阀和控制机构，所述平衡阀的进油口和出油口串接于换向机构与第一液压缸的无杆腔之间；所述控制机构包括第一电磁阀、第二电磁阀、压差控制阀、第一阻尼阀、第二阻尼阀、第三阻尼阀、第四阻尼阀、第五阻尼阀以及第一溢流阀；所述平衡阀的控制油口通过第一阻尼阀连接至液压油箱、第一液压缸的芯管以及第一溢流阀的第一油口，所述第一溢流阀的第二油口连接至第一液压缸的无杆腔；所述平衡阀的控制油口通过第二阻尼阀连接至第一电磁阀和第二电磁阀的第一油口和
第二油口、第一液压缸的有杆腔以及压差控制阀的调压口；所述平衡阀的控制油口通过第三阻尼阀和第四阻尼阀连接至第一电磁阀和第二电磁阀的第三油口；所述平衡阀的控制油口连接至第一电磁阀和第二电磁阀的第四油口；所述压差控制阀的第一油口通过第五阻尼阀连接至第一液压缸的有杆腔，所述压差控制阀的第二油口连接至液压油箱。
9.可选的，所述第一电磁阀采用常开式二位二通阀，所述第二电磁阀采用常闭式二位二通阀。
10.可选的，所述换向机构包括液压泵和第一换向阀，所述第一换向阀的第一油口通过液压泵连接至液压油箱，所述第一换向阀的第二油口通过平衡阀连接至第一液压缸的无杆腔，所述第一换向阀的第三油口和第四油口分别连接至液压油箱和第一液压缸的有杆腔。
11.可选的，所述换向机构还包括先导油源、第一减压阀和第二减压阀，所述第一减压阀和第二减压阀的第一油口分别连接至第一换向阀的第一控制油口和第二控制油口，所述第一减压阀和第二减压阀的第二油口和第三油口均连接至先导油源和液压油箱。
12.可选的，所述换向机构还包括第二溢流阀和第三溢流阀，所述第二溢流阀和第三溢流阀的第一油口均连接至液压油箱，所述第二溢流阀和第三溢流阀的第二油口分别连接至第一换向阀的第二油口和第四油口。
13.可选的，所述换向机构还包括双联单向阀，所述双联单向阀串联于第一换向阀的第四油口和第一液压缸的有杆腔之间。
14.可选的，所述调节机构包括蓄能器、第四溢流阀、第二换向阀、第三换向阀以及顺序阀，所述蓄能器分别连接至第一液压缸的有杆腔、第二换向阀和第三换向阀的第一油口、顺序阀的第一油口，所述蓄能器通过第四溢流阀分别连接至第一液压缸的芯管、第二换向阀和第三换向阀的第二油口，所述第二换向阀的第三油口连接至缸销油缸，所述第三换向阀的第三油口连接至顺序阀的第二油口，所述顺序阀的第三油口连接至臂销油缸，所述顺序阀的控制油口连接至第一液压缸的芯管。
15.可选的，所述调节机构包括球阀和快插接头，所述球阀和快插接头串接于第二换向阀的第三工作油口和缸销油缸之间。
16.可选的，所述调节机构包括第四换向阀，所述第四换向阀的第一油口和第二油口分别连接至蓄能器和第一液压缸的芯管。
17.第二方面，本发明提供了一种起重机，包括上述的一种起重机单缸插销伸缩系统。
18.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
19.本发明提供的一种起重机单缸插销伸缩系统及起重机，(1)将第一液压缸有杆腔压力油输入蓄能器，作为拔缸销和拔臂销的液压油源，取消为缸销、臂销控制供油的油泵，降低系统能耗；(2)第一液压缸的芯管仅用作拔插缸臂销系统的回油通路，不再承受高压油作用，能够进行轻量化设计并保证其可靠性；(3)控制机构在不同的油液温度下，保证第一液压缸的开启的响应性，并降低冲击从而提升平衡阀开启的平稳性。
附图说明
20.图1是背景技术中提供的一种现有的伸缩系统液压原理示意图；
21.图2是本发明实施例一提供的一种起重机单缸插销伸缩系统示意图；
22.图中标记为：
23.11、变量液压泵，14、液控比例换向阀，19、第一缸销油缸，110、第一臂销油缸，111、伸缩油缸，112、第一芯管，113、缸臂销切换阀，115、第一蓄能器，116、换向阀，117、定量泵；
24.1、液压油箱，2、换向机构，21、液压泵，22、第一换向阀，23、第一减压阀，24、第二减压阀，25、第二溢流阀，26、第三溢流阀，27、双联单向阀，3、第一液压缸，4、调节机构，41、蓄能器，42、第四溢流阀，43、第二换向阀，44、第三换向阀，45、顺序阀，46、球阀，47、快插接头，48、第四换向阀，5、第二液压缸，51、臂销油缸，52、缸销油缸，6、平衡阀，7、控制机构，71、第一电磁阀，72、第二电磁阀，73、压差控制阀，74、第一阻尼阀，75、第二阻尼阀，76、第三阻尼阀，77、第四阻尼阀，78、第五阻尼阀，79、第一溢流阀。
具体实施方式
25.下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
26.实施例一：
27.如图2所示，本发明提供了一种起重机单缸插销伸缩系统，包括依次连接的液压油箱1、换向机构2、第一液压缸3、调节机构4以及第二液压缸5；第一液压缸3用于驱动起重机的伸缩臂，换向机构2用于切换液压油箱1和第一液压缸3之间的连接油路；第二液压缸5包括分别用于驱动起重机的拔臂销机构和拔缸销机构的臂销油缸51和缸销油缸52，调节机构4用于控制第一液压缸3与臂销油缸51和缸销油缸52之间的连通关系。
28.(1)其中，换向机构2和第一液压缸3之间还设置有平衡阀6和控制机构7，平衡阀6的进油口和出油口串接于换向机构2与第一液压缸3的无杆腔之间；控制机构7包括第一电磁阀71、第二电磁阀72、压差控制阀73、第一阻尼阀74、第二阻尼阀75、第三阻尼阀76、第四阻尼阀77、第五阻尼阀78以及第一溢流阀79；(第一电磁阀71采用常开式二位二通阀，第二电磁阀72采用常闭式二位二通阀)平衡阀6的控制油口通过第一阻尼阀74连接至液压油箱1、第一液压缸3的芯管以及第一溢流阀79的第一油口，第一溢流阀79的第二油口连接至第一液压缸3的无杆腔；平衡阀6的控制油口通过第二阻尼阀75连接至第一电磁阀71和第二电磁阀72的第一油口和第二油口、第一液压缸3的有杆腔以及压差控制阀73的调压口；平衡阀6的控制油口通过第三阻尼阀76和第四阻尼阀77连接至第一电磁阀71和第二电磁阀72的第三油口；平衡阀6的控制油口连接至第一电磁阀71和第二电磁阀72的第四油口；压差控制阀73的第一油口通过第五阻尼阀78连接至第一液压缸3的有杆腔，压差控制阀73的第二油口连接至液压油箱1。
29.平衡阀6和控制机构7的工作原理为：
30.第一液压缸3带着吊臂回缩启动瞬间，平衡阀6的开启时往往会出现由于瞬间全开导致吊臂突然下沉，或者开启响应慢导致长时间吊臂回缩没有反应。
31.通过控制机构7控制平衡阀开启的油路，来控制平衡阀开启的快慢及开口大小：
32.1)瞬间压力冲击较大时，第五阻尼阀78两端的压差较大，压差控制阀73开启，消减瞬间的冲击。
33.2)油液温度较低时，第二阻尼阀75两端的压差较大，第二电磁阀72打开，给平衡阀6先导口供油，增加流量，提升平衡阀6开启响应性。
34.3)油液温度特别高时，第二阻尼阀75两端的压差较小，第一电磁阀71关闭，不给平衡阀6先导口供油，减少流量，降低平衡阀开启响应性从而消减冲击。
35.4)第三阻尼阀76和第四阻尼阀77用于消减第一电磁阀71和第二电磁阀72出口的压力冲击。第一阻尼阀74旁通回油到液压油箱1，用于消减平衡阀6先导口的冲击。
36.5)控制机构在不同的油液温度下，保证开启的响应性，并降低冲击从而提升平衡阀6开启的平稳性。
37.(2)其中，换向机构2包括液压泵21和第一换向阀22，第一换向阀22的第一油口通过液压泵21连接至液压油箱1，第一换向阀22的第二油口通过平衡阀6连接至第一液压缸3的无杆腔，第一换向阀22的第三油口和第四油口分别连接至液压油箱1和第一液压缸3的有杆腔。换向机构2还包括先导油源、第一减压阀23和第二减压阀24，第一减压阀23和第二减压阀24的第一油口分别连接至第一换向阀22的第一控制油口和第二控制油口，第一减压阀23和第二减压阀24的第二油口和第三油口均连接至先导油源和液压油箱1。
38.换向机构2和第一液压缸3控制原理为：
39.当第一减压阀23得电时，液压泵21输出的油液依次经过第一换向阀22左位(第一油口和第二油口)、平衡阀6进入第一液压缸3的无杆腔，第一液压缸3有杆腔油液经第一换向阀22第三油口和第四油口回油，高压油液推动活塞杆伸出。
40.当第二减压阀24得电时，液压泵21输出的油液依次经过第一换向阀22右位(第三油口和第四油口)、平衡阀6进入第一液压缸3的有杆腔，高压油液推动平衡阀6换向，第一液压缸3无杆腔油液回油，第一液压缸3有杆腔高压油液推动活塞杆缩回。
41.控制输入液压泵21电流大小，可以改变泵的排量，从而调节第一液压缸3速度，满足伸缩系统不同工况对伸缩油缸速度的要求。
42.换向机构2还包括第二溢流阀25和第三溢流阀26，第二溢流阀25和第三溢流阀26的第一油口均连接至液压油箱1，第二溢流阀25和第三溢流阀26的第二油口分别连接至第一换向阀22的第二油口和第四油口。第二溢流阀25和第三溢流阀26分别控制第一液压缸3无杆腔和有杆腔内的最大压力，避免因系统压力过高造成伸缩油缸损坏。
43.换向机构2还包括双联单向阀27，双联单向阀27串联于第一换向阀22的第四油口和第一液压缸3的有杆腔之间。双联单向阀27可以保持第一液压缸3有杆腔内油液维持一定压力，从而缩短第一液压缸3有杆腔建压时间，提高响应性。
44.(3)其中，调节机构4包括蓄能器41、第四溢流阀42、第二换向阀43、第三换向阀44以及顺序阀45，蓄能器41分别连接至第一液压缸3的有杆腔、第二换向阀43和第三换向阀44的第一油口、顺序阀45的第一油口，蓄能器41通过第四溢流阀42分别连接至第一液压缸3的芯管、第二换向阀43和第三换向阀44的第二油口，第二换向阀43的第三油口连接至缸销油缸52，第三换向阀44的第三油口连接至顺序阀45的第二油口，顺序阀45的第三油口连接至臂销油缸51，顺序阀45的控制油口连接至第一液压缸3的芯管。
45.调节机构4和第二液压缸5控制原理为：
46.当第一液压缸3执行缩动作时，无杆腔内的高压油液为蓄能器41充液。充液完成的蓄能器41作为第二液压缸5的油源。第三换向阀44和第二换向阀43分别控制蓄能器41与臂销油缸51和缸销油缸52之间的通断。
47.当第三换向阀44得电，第二换向阀43未得电时，蓄能器41内的高压油液经第三换
向阀44和顺序阀45左位(第二油口和第三油口)进入臂销油缸51，油液推动臂销油缸51活塞杆伸出，推动拔臂销机构运动，实现拔臂销动作。
48.当第二换向阀43得电，第三换向阀44未得电时，蓄能器41内高压油液经过第二换向阀43进入缸销油缸52，油液推动缸销油缸52活塞杆伸出，推动拔缸销机构动作，实现拔缸销动作。
49.应急拔臂销时，提升系统压力，使顺序阀45换向，高压油液进入臂销油缸51，实现拔臂销动作。
50.当第二换向阀43或第三换向阀44失电时，缸销油缸52或臂销油缸51在弹簧的作用下复位，缸销油缸52或臂销油缸51大腔油液经过第一液压缸3内的芯管泄油。由于芯管直接连通液压油箱与缸销油缸52和臂销油缸51，油路泄油阻力小，释放缸销和臂销响应快。
51.调节机构4包括球阀46和快插接头47，球阀46和快插接头47串接于第二换向阀43的第三工作油口和缸销油缸52之间。应急拔缸销时，关闭球阀46，通过快插接头47外接高压油源，高压油液到达缸销油缸52，实现应急拔缸销。
52.调节机构4包括第四换向阀48，第四换向阀48的第一油口和第二油口分别连接至蓄能器41和第一液压缸3的芯管。在维修、更换蓄能器41，或者维修第二换向阀43、第三换向阀44时，第四换向阀48得电，蓄能器41内高压油液释放，保证维修缸销销系统时的安全性。
53.除此之外，还可以在蓄能器41上连接压力传感器，当由于温度升高或系统压力异常导致蓄能器41内压力过高时，高压油液将从第四溢流阀42溢流，保护缸臂销系统不受损坏。当压力低于设定值时，系统自动为蓄能器41充液。
54.蓄能器41和第一液压缸3的有杆腔的连接油路上设置单向阀，单向阀流向为蓄能器41流向第一液压缸3的有杆腔。单向阀将第一液压缸3的有杆腔与蓄能器41分隔，实现第一液压缸3有杆腔高压油为蓄能器41充液，避免蓄能器41高压油进入第一液压缸3有杆腔。
55.实施例二：
56.基于实施例一，本发明实施例提供了一种起重机，包括上述的一种起重机单缸插销伸缩系统。上述各个实施例中起重机单缸插销伸缩系统所具有的积极技术效果同样适用于起重机，这里不再赘述。
57.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。