吊臂变幅液压控制模块、液压控制系统及起重机的制作方法

本发明属于吊装机械领域，涉及起重机技术，特别是涉及一种吊臂变幅液压控制模块、液压控制系统及起重机。

背景技术：

1、在中小吨位(8吨～12吨)起重机行业，控制吊臂变幅运动的液压装置，普遍采用了机械操纵式多路换向阀，配合动力下放式平衡阀这一配置。如图1所示，当机械操纵式多路换向阀切换到起幅工作位，油液依次通过b3口进入到平衡阀a口，通过平衡阀b口，最后进入到变幅油缸c口(位于变幅油缸无杆腔)，实现油缸起升，即起幅；当切换到落幅工作位时，油液通过a3口进入到变幅油缸d口(位于变幅油缸有杆腔)。油液进入到变幅油缸d口后，挤压缸活塞，使之有向下运动的趋势，实现落幅。落幅工况时，即油液刚进入到变幅油缸有杆腔时，平衡阀出于锁止状态，当x口压力建立到开启压力p3(p3一般在4.5mpa～9mpa附近)，才能将平衡阀打开。如图2所示，平衡阀通道①至②开启条件是：p1a1+p2a2+p3a3＞fs+ptat，其中，p1为平衡阀b口压力，a1为平衡阀b口面积，p3为平衡阀x口压力，a3为平衡阀x口面积，fs为平衡阀设定弹簧力，pt为平衡阀弹簧腔油液压力，at为平衡阀弹簧腔阀杆面积，pt和p2通时，二者压力相同即pt＝p2，从而①至②开启条件变为：p1a1+p3a3＞fs+p2(at-a2)。当p3增加到实现油缸下降，即落幅。p3对平衡阀阀芯的作用面积相比p1较大，这样p3的波动就会导致阀芯位置的较大波动以及节流口面积-液阻的较大波动，从而导致通过流量的较大波动。通过流量波动较大，反过来还会引起p3的波动，对系统稳定性的影响就较大。如果进入到平衡阀阀芯的端面a3的压力油p3压力偏大，会使平衡阀突然以较大的开口打开，这样变幅油缸无杆腔的压力，会因为封闭空间突然打开，而突然下降。原本充满密闭腔体空间的油液，也会瞬间失压，导致p3低于平衡阀反向开启压力，进而使动力下放式平衡阀关闭。当液压系统继续供油，使p3达到平衡阀反向开启压力，变幅平衡阀便会打开。这样会出现落幅工况时，平衡阀频繁启闭，导致吊臂抖动。

2、上述可知，现有控制起重机吊臂变幅运动的液压装置，平衡阀开口压力无法直接有效控制，落幅工况时，平衡阀频繁启闭导致吊臂抖动，系统稳定性差，对起重机吊装作业造成影响。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种吊臂变幅液压控制模块、液压控制系统及起重机，以解决上述现有控制起重机吊臂变幅运动的液压装置，由于平衡阀开口压力无法直接有效控制，落幅工况时，平衡阀频繁启闭导致吊臂抖动，系统稳定性差，从而影响起重机吊装作业的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明提供一种吊臂变幅液压控制模块，包括机械操纵式多路换向阀、平衡阀和减压阀，所述机械操纵式多路换向阀处于落幅工作位时的出油口用于与变幅油缸的有杆腔相连，所述机械操纵式多路换向阀处于起幅工作位时的出油口与所述平衡阀的进油口相连，所述平衡阀的出油口用于与所述变幅油缸的无杆腔相连，所述变幅油缸的活塞杆与起重机吊臂相连；所述减压阀的进油口与所述机械操纵式多路换向阀处于落幅工作位时的出油口相连，所述减压阀的出油口与所述平衡阀的控制口相连，以在所述起重机吊臂需要落幅时打开所述平衡阀；其中，所述机械操纵式多路换向阀的阀杆在由起幅工作位向所述落幅工作位切换时，能够带动所述减压阀的阀杆同步移动，进而通过对所述机械操纵式多路换向阀的阀杆位移控制，实现对所述减压阀输出压力的控制。

4、可选的，所述机械操纵式多路换向阀的阀杆与所述减压阀的阀杆同轴布置但不连接，当所述机械操纵式多路换向阀的阀杆由所述起幅工作位向所述落幅工作位切换时，能够与所述减压阀的阀杆刚性接触并顶推所述减压阀的阀杆，以实现所述机械操纵式多路换向阀的阀杆与所述减压阀的阀杆同步移动。

5、可选的，所述机械操纵式多路换向阀的阀杆与所述减压阀的阀杆刚性连接，以在所述机械操纵式多路换向阀的阀杆由所述起幅工作位向所述落幅工作位切换时，所述机械操纵式多路换向阀的阀杆能够与所述减压阀的阀杆同步移动。

6、可选的，所述平衡阀为自重下落式平衡阀或动力下放式平衡阀。

7、本发明还提出一种吊臂变幅液压控制系统，包括变幅油缸和如上任意一项所述的吊臂变幅液压控制模块，所述机械操纵式多路换向阀处于落幅工作位时的出油口与所述变幅油缸的有杆腔相连，所述平衡阀的出油口与所述变幅油缸的无杆腔相连，所述变幅油缸的活塞杆用于与起重机吊臂相连。

8、可选的，所述平衡阀为自重下落式平衡阀。

9、可选的，所述平衡阀为动力下放式平衡阀。

10、本发明还提出一种起重机，包括如上所述的吊臂变幅液压控制系统。

11、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

12、本发明提出的吊臂变幅液压控制模块，创新性地将机械操纵式多路换向阀与减压阀联动使用，形成一联动减压模块，其中，机械操纵式多路换向阀的阀杆在由起幅工作位向落幅工作位切换时，能够带动减压阀的阀杆同步移动，使得机械操纵式多路换向阀阀杆位移发生变化时，可获得一个同步变化的减压阀阀杆位移，从而可以通过控制机械操纵式多路换向阀阀杆位移，获得一个可控的减压阀压力输出。本发明的吊臂变幅液压控制模块通过机械操纵式多路换向阀与减压阀的配合使用，不仅解决了起重机领域，机械操纵式多路换向阀无法配合减压阀使用的难题，而且实现了对自重下落式平衡阀开口压力的有效精准控制，克服了落幅工况时，平衡阀频繁启闭导致吊臂抖动的问题，使吊臂控制系统稳定性提升。

13、本发明提出的吊臂变幅液压控制系统包括上述吊臂变幅液压控制模块，其具有吊臂变幅液压控制模块所具备的优势，在此不再赘述。

14、本发明提出的起重机，包含上述吊臂变幅液压控制系统，其具有吊臂变幅液压控制模块所具备的优势，在此不再赘述。

技术特征：

1.一种吊臂变幅液压控制模块，其特征在于，包括机械操纵式多路换向阀、平衡阀和减压阀，所述机械操纵式多路换向阀处于落幅工作位时的出油口用于与变幅油缸的有杆腔相连，所述机械操纵式多路换向阀处于起幅工作位时的出油口与所述平衡阀的进油口相连，所述平衡阀的出油口用于与所述变幅油缸的无杆腔相连，所述变幅油缸的活塞杆与起重机吊臂相连；所述减压阀的进油口与所述机械操纵式多路换向阀处于落幅工作位时的出油口相连，所述减压阀的出油口与所述平衡阀的控制口相连，以在所述起重机吊臂需要落幅时打开所述平衡阀；其中，所述机械操纵式多路换向阀的阀杆在由起幅工作位向所述落幅工作位切换时，能够带动所述减压阀的阀杆同步移动，进而通过对所述机械操纵式多路换向阀的阀杆位移控制，实现对所述减压阀输出压力的控制。

2.根据权利要求1所述的吊臂变幅液压控制模块，其特征在于，所述机械操纵式多路换向阀的阀杆与所述减压阀的阀杆同轴布置但不连接，当所述机械操纵式多路换向阀的阀杆由所述起幅工作位向所述落幅工作位切换时，能够与所述减压阀的阀杆刚性接触并顶推所述减压阀的阀杆，以实现所述机械操纵式多路换向阀的阀杆与所述减压阀的阀杆同步移动。

3.根据权利要求1所述的吊臂变幅液压控制模块，其特征在于，所述机械操纵式多路换向阀的阀杆与所述减压阀的阀杆刚性连接，以在所述机械操纵式多路换向阀的阀杆由所述起幅工作位向所述落幅工作位切换时，所述机械操纵式多路换向阀的阀杆能够与所述减压阀的阀杆同步移动。

4.根据权利要求1～3任意一项所述的吊臂变幅液压控制模块，其特征在于，所述平衡阀为自重下落式平衡阀或动力下放式平衡阀。

5.一种吊臂变幅液压控制系统，其特征在于，包括变幅油缸和如权利要求1～3任意一项所述的吊臂变幅液压控制模块，所述机械操纵式多路换向阀处于落幅工作位时的出油口与所述变幅油缸的有杆腔相连，所述平衡阀的出油口与所述变幅油缸的无杆腔相连，所述变幅油缸的活塞杆用于与起重机吊臂相连。

6.根据权利要求5所述的吊臂变幅液压控制系统，其特征在于，所述平衡阀为自重下落式平衡阀。

7.根据权利要求5所述的吊臂变幅液压控制系统，其特征在于，所述平衡阀为动力下放式平衡阀。

8.一种起重机，其特征在于，包括如权利要求5～7任意一项所述的吊臂变幅液压控制系统。

技术总结
本发明公开一种吊臂变幅液压控制模块、液压控制系统及起重机。其将机械操纵式多路换向阀与减压阀联动使用，形成一联动减压模块，其中，机械操纵式多路换向阀的阀杆在由起幅工作位向落幅工作位切换时，能够带动减压阀的阀杆同步移动，从而可以通过控制机械操纵式多路换向阀阀杆位移，获得一个可控的减压阀压力输出。本发明的吊臂变幅液压控制模块通过机械操纵式多路换向阀与减压阀的配合使用，不仅解决了起重机领域，机械操纵式多路换向阀无法配合减压阀使用的难题，而且实现了对自重下落式平衡阀开口压力的有效精准控制，克服了落幅工况时，平衡阀频繁启闭导致吊臂抖动的问题，使吊臂控制系统稳定性提升。

技术研发人员：潘建锋,朱永泉,陈蕾,徐海东,张大伟
受保护的技术使用者：河南骏通车辆有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13