强夯机防后倾控制系统及方法
【专利摘要】本发明涉及一种强夯机防后倾控制系统及方法，包括撑杆、导杆、油缸、弹簧和液压控制装置，其中：导杆一端的外侧壁具有限位部；撑杆为一根具有开口端和封闭端的中空柱；撑杆的封闭端与油缸固定连接；导杆从所述撑杆的开口端插入撑杆的空腔中，限位部位于撑杆之外；弹簧套装在导杆外，并位于限位部与撑杆的开口端之间；在强夯机工作过程中，液压控制装置通过油缸为撑杆提供恒定的预紧力，使不同工况下弹簧维持为恒定的预压缩量。本发明可以使夯锤脱钩后臂架的反弹量最小，解决了现有技术中夯锤脱钩后臂架晃动过大的问题。
【专利说明】强夯机防后倾控制系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工程机械领域，尤其涉及一种强夯机防后倾控制系统及方法。
【背景技术】
[0002]目前，如图1所示，强夯机在使用过程中，夯锤I’脱钩时，防后倾装置2’中的弹簧将有一定的压缩量，比未压缩弹簧时臂架的反弹量小。由于臂架3’的工作角度(臂架的工作角度是指臂架与水平面之间的夹角)是一个范围，因此防后倾装置2’中的弹簧不能在臂架3’的工作角度范围内始终保证一定的预紧力，或者是臂架3’工作时防后倾装置2’中的弹簧根本没有预紧力，突然卸载后，臂架3’在变幅拉索4’力的作用下将会产生大幅度晃动和反复震动。
[0003]现有的防后倾装置2’只能起到臂架3’不后翻的功能，不能有效控制臂架3’晃动。强夯机施工时臂架晃动大，使得整车重心变化，造成变幅钢丝绳6’掉道或起升绳5’掉道，增大了施工的危险性。臂架3’晃动大引起整车晃动，还会使操作人员感觉非常不舒服。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提出一种强夯机防后倾控制系统及方法，其可以使夯锤脱钩后臂架的反弹量最小，解决了现有技术中夯锤脱钩后臂架晃动过大的问题。
[0005]为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案:
[0006]一种强夯机防后倾控制系统，其包括撑杆、导杆、油缸、弹簧和液压控制装置，其中:所述导杆一端的外侧壁具有限位部；所述撑杆为一根具有开口端和封闭端的中空柱；所述撑杆的封闭端与所述油缸固定连接；所述导杆从所述撑杆的开口端插入所述撑杆的空腔中，所述限位部位于所述撑杆之外；所述弹簧套装在所述导杆外，并位于所述限位部与所述撑杆的开口端之间；在强夯机工作过程中，所述液压控制装置通过所述油缸为所述撑杆提供恒定的预紧力，使不同工况下所述弹簧维持为恒定的预压缩量。
[0007]进一步地，所述液压控制装置包括减压阀和平衡阀，其中:所述减压阀的出油口与所述平衡阀的进油口相连通；所述平衡阀的出油口与所述油缸的无杆腔相连通；所述平衡阀的先导压力油口用于连接变幅卷扬制动器压力油。
[0008]进一步地，所述平衡阀为单向平衡阀。
[0009]进一步地，所述油缸的缸筒底部与所述撑杆的封闭端螺栓连接或焊接。
[0010]进一步地，所述油缸为柱塞缸。
[0011]一种采用上述各实施例中的强夯机防后倾控制系统的强夯机防后倾控制方法，其包括以下步骤:在夯锤静止的状态下，根据强夯机的臂架的受力情况，计算强夯机防后倾控制系统中的撑杆所需要的恒定预紧力大小；根据计算出的所述恒定预紧力，通过强夯机防后倾控制系统中的液压控制装置调节油缸中无杆腔的压力，直至油缸为撑杆所提供的支撑力为恒定预紧力大小。
[0012]进一步地，根据弹簧的初始压缩量，计算强夯机防后倾控制系统中的撑杆所需要的恒定预紧力大小。
[0013]进一步地，脱钩后弹簧的压缩长度的计算方法包括以下步骤:
[0014]I)设定参数:强夯机防后倾控制系统中弹簧初始压缩量Al，反弹后弹簧的压缩量Al’，油缸与转台的铰点为第一铰点、强夯机防后倾控制系统中导杆与臂架的铰点为第二铰点、臂架与转台的铰点为第三铰点；
[0015]2)采集数据:第一铰点与第二铰点的间距S，第二铰点与第三铰点的间距b，第一铰点与第三铰点的间距C，臂架长度L，臂架重心与第三铰点的间距a，臂架的工作角度Θ，臂架底节臂上主弦杆与下主弦杆夹角α，第一铰点和第三铰点的连线与水平面之间的夹角β，夯锤脱钩前且夯锤处于静止状态下的臂架重力G1^、夯锤重力G3fl8和起升绳对臂架的拉
力F钢丝;
[0016]3)根据以下公式:
[0017]F 防后倾=k Λ I
[0018]R臂架=α.cos θ
[0019]R夯锤=L.cos θ
[0020]R臂架=a.cos θ
[0021]G臂架R臂架+G夯锤R夯锤+F防后倾R防后倾=F起升绳R起升绳+ F变幅拉索R变幅拉索计算出F变幅拉索；
[0022]4)根据以下公式，计算出P静态能量:
[0023]
【权利要求】
1.一种强夯机防后倾控制系统， 其特征在于: 包括撑杆、导杆、油缸、弹簧和液压控制装置，其中: 所述导杆一端的外侧壁具有限位部； 所述撑杆为一根具有开口端和封闭端的中空柱； 所述撑杆的封闭端与所述油缸固定连接； 所述导杆从所述撑杆的开口端插入所述撑杆的空腔中，所述限位部位于所述撑杆之外； 所述弹簧套装在所述导杆外，并位于所述限位部与所述撑杆的开口端之间； 在强夯机工作过程中，所述液压控制装置通过所述油缸为所述撑杆提供恒定的预紧力，使不同工况下所述弹簧维持为恒定的预压缩量。
2.如权利要求1所述的系统， 其特征在于: 所述液压控制装置包括减压阀和平衡阀，其中: 所述减压阀的出油口与所述平衡阀的进油口相连通； 所述平衡阀的出油口与所述油缸的无杆腔相连通； 所述平衡阀的先导压力油口用于连接变幅卷扬制动器压力油。
3.如权利要求2所述的系统， 其特征在于: 所述平衡阀为单向平衡阀。
4.如权利要求3所述的系统， 其特征在于: 所述油缸的缸筒底部与所述撑杆的封闭端螺栓连接或焊接。
5.如权利要求4所述的系统， 其特征在于: 所述油缸为柱塞缸。
6.一种采用如权利要求1-5中任一项所述的强夯机防后倾控制系统的强夯机防后倾控制方法， 其特征在于: 包括以下步骤: 在夯锤静止的状态下，根据强夯机的臂架的受力情况，计算强夯机防后倾控制系统中的撑杆所需要的恒定预紧力大小； 根据计算出的所述恒定预紧力，通过强夯机防后倾控制系统中的液压控制装置调节油缸中无杆腔液压油压力，直至油缸为撑杆所提供的支撑力为恒定预紧力大小。
7.如权利要求6所述的方法， 其特征在于: 根据弹簧的初始压缩量，计算强夯机防后倾控制系统中的撑杆所需要的恒定预紧力大小。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于: 脱钩后弹簧的压缩长度的计算方法包括以下步骤: 1)设定参数:强夯机防后倾控制系统中弹簧初始压缩量Al，反弹后弹簧的压缩量Al’，油缸与转台的铰点为第一铰点、强夯机防后倾控制系统中导杆与臂架的铰点为第二铰点、臂架与转台的铰点为第三铰点； 2)采集数据:第一铰点与第二铰点的间距S，第二铰点与第三铰点的间距b，第一铰点与第三铰点的间距C，臂架长度L，臂架重心与第三铰点的间距a，臂架的工作角度Θ，臂架底节臂上主弦杆与下主弦杆夹角α，第一铰点和第三铰点的连线与水平面之间的夹角β，夯锤脱钩前且夯锤处于静止状态下的臂架重力G1^、夯锤重力G3fl8和起升绳对臂架的拉力F钢丝； 3)根据以下公式:
F防后倾=k Δ I
R臂架=α.cos Θ
R夯锤=L.cos Θ
R臂架一a.cos Θ G臂架R臂架+G夯锤R夯锤+F防后倾R防后倾=F起升绳R起升绳F变幅拉索R变幅拉索计算出F变幅拉索； 4)根据以下公式，计算出量:
9.如权利要求8所述的方法， 其特征在于: 根据不同臂架的长度，计算油缸的补足行程。
【文档编号】E02D3/046GK103526740SQ201310504970
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月24日 优先权日:2013年10月24日
【发明者】尚君辉, 卢明, 张中华, 李利斌 申请人:徐工集团工程机械股份有限公司