油缸同步液压系统、作业机械及油缸驱动方法与流程

本发明涉及液压驱动技术，具体涉及一种油缸同步液压系统、作业机械及油缸驱动方法。

背景技术：
伸缩油缸(简称油缸)的作用是将流体介质传递的压能转化为机械形式的直线运动，它具有体积小、结构紧凑等优点，已成为液压系统中最常见的液压执行元件之一。在某些机械产品中，通常需要两个油缸同步动作(即相同时间活塞移动的行程一致)才能保证整机产品高质量的实现预定功能，以起重机为例，如果通过两个油缸来驱动同一机械臂变幅，两个油缸同步动作是保证机械臂完成预定动作、两个油缸受力均衡的基本要求；再以铁钻工为例，铁钻工作为一种连接工具，其主要作用是将两根钻杆连接或拆卸，利用它可以可靠地、高效地将两根钻杆连接或拆卸，并大大降低工人的劳动强度。铁钻工上的夹紧钳通常包括两个相对设置的钳体，每个钳体由一个油缸驱动，当夹紧钻杆时，两个钳体相对运动，进而夹紧钻杆；如果两个油缸动作不同步，使得其中一个钳体先触碰到钻杆；结果就是钻杆两侧受力不均衡，导致钻杆发生弯曲或偏移，最终影响两根钻杆的连接效果。在现有的作业机械产品中，因油缸不同步导致的各种问题时常出现，严重影响了产品的作业效率及使用寿命。

技术实现要素：
有鉴于此，首先，本发明提供一种油缸同步液压系统，利用该油缸同步液压系统可以保证两个油缸在预定工况下同步动作；其次，本发明还提供一种具有上述油缸同步液压系统的作业机械；再者，本发明还提供一种油缸驱动方法。作为第一方面，本发明提供了一种油缸同步液压系统，具体包括压力油源、液压油箱、第一油缸和第二油缸；所述第一油缸和第二油缸内径相同，且它们的无杆腔面积为有杆腔面积的两倍；在第一预定状态下，所述第一油缸及第二油缸的有杆腔均与第二油缸的无杆腔连通，且所述第一油缸的无杆腔与压力油源连通；在第二预定状态下，所述第一油缸及第二油缸的有杆腔均与压力油源连通，第一油缸及第二油缸的无杆腔均与液压油箱连通。在优选的技术方案中，在第三预定状态下，所述第一油缸及第二油缸的无杆腔均与压力油源连通，第一油缸及第二油缸的有杆腔均与液压油箱连通。在优选的技术方案中，在第四预定状态下，第一油缸、第二油缸均与压力油源及液压油箱断开。在优选的技术方案中，所述油缸同步液压系统包括第一切换阀和第二切换阀；所述第一切换阀和第二切换阀配合用于使所述油缸同步液压系统在第一预定状态、第二预定状态、第三预定状态及第四预定状态之间切换。在优选的技术方案中，所述第一切换阀为二位四通换向阀，所述第二切换阀为三位四通换向阀。本发明提出的油缸同步液压系统设置有内径相同的第一油缸和第二油缸，且这两个油缸的无杆腔面积为有杆腔面积的两倍，在第一预定状态下，第一油缸及第二油缸的有杆腔均与第二油缸的无杆腔连通，且第一油缸的无杆腔与压力油源连通，此时，压力油源提供的液压油进入第一油缸的无杆腔，相应的，第一油缸的有杆腔和第二油缸的有杆腔内的液压油进入到第二油缸的无杆腔内，由于进入第一油缸无杆腔内的液压油与进入第二油缸无杆腔内的液压油在体积上是相等的，且液压油流入的过程在时间上是几乎是同步的，因此，可以保证第一油缸和第二油缸的活塞杆同步伸出。作为第二方面，本发明还提供了一种作业机械，该作业机械包括上述任意一项的油缸同步液压系统；该作业机械具体可以是铁钻工、起重机或者挖掘机等等。由于设置有上述的油缸同步液压系统，本发明提出的作业机械可以更好的实现两个油缸同步，进而提升作业效率，并延长作业机械自身的使用寿命作为第三方面，本发明还提供了一种油缸驱动方法，用于驱使第一油缸和第二油缸动作，所述第一油缸和第二油缸内径相同，且它们的无杆腔面积为有杆腔面积的两倍；所述油缸驱动方法包括以下步骤：S1：将第一油缸的有杆腔、第二油缸的有杆腔均与第二油缸的无杆腔连通；S2：将第一油缸的无杆腔与压力油源连通，驱使第一油缸和第二油缸的活塞杆伸出。在优选的技术方案中，所述油缸驱动方法还包括步骤S3，当活塞杆移动到预定位置后，进入步骤S3；S3：断开第一油缸、第二油缸的有杆腔与第二油缸的无杆腔之间的连接，将第一油缸、第二油缸的有杆腔与液压油箱连通，并将第二油缸的无杆腔与压力油源连通。在优选的技术方案中，在步骤S3之后，所述油缸驱动方法还包括步骤S4；S4：断开第一油缸、第二油缸的有杆腔与液压油箱的连接，并断开第二油缸的无杆腔与压力油源的连接。在优选的技术方案中，在步骤S4之后，所述油缸驱动方法还包括步骤S5；S5：将压力油源(5)与第一油缸(1)的有杆腔、第二油缸(2)的有杆腔连通，液压油箱(6)与第一油缸(1)的无杆腔、第二油缸(2)的无杆腔连通。由于第一油缸和第二油缸内径相同，且它们的无杆腔面积仅为有杆腔面积的两倍，因此，在步骤S2中，本发明提出的油缸驱动方式可以保证相同体积的液压油同步进入到第一油缸和第二油缸的无杆腔内，进而保证第一油缸和第二油缸的活塞杆能够同步伸出。附图说明构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：图1为本发明具体实施例提供的油缸同步液压系统在第一预定状态下的液压原理图；图2为本发明具体实施例提供的油缸同步液压系统在第三预定状态下的液压原理图；图3为本发明具体实施例提供的油缸同步液压系统在第四预定状态下的液压原理图；图4为本发明具体实施例提供的油缸同步液压系统在第二预定状态下的液压原理图。附图标记说明：1—第一油缸2—第二油缸3—第一切换阀4—第二切换阀5—压力油源6—液压油箱具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面结合附图1至4对本发明的具体实施例进行详细说明。如图1至4所示，本发明具体实施例提出的油缸同步液压系统具体包括压力油源5、液压油箱6、第一油缸1、第二油缸2、第一切换阀3和第二切换阀4；其中，第一油缸1和第二油缸2内径相同，且它们的无杆腔面积为有杆腔面积的两倍；如图1至4所示，具体选择时，第一切换阀3可以采用二位四通换向阀，第二切换阀4可以采用三位四通换向阀，第一切换阀3上设有A、B、C和D四个油口，第二切换阀4上设有P、T、A和B四个油口，其中，第一切换阀3的A油口与第二油缸2的无杆腔连接，C油口与第一油缸1的有杆腔、第二油缸2的有杆腔连接，第一切换阀3的B油口与第二切换阀4的B油口连接，第一切换阀3的D油口与第二切换阀4的A油口、第一油缸1的无杆腔连接，第二切换阀4的P油口与压力油源5连接，T油口与液压油箱6连接，第二切换阀4的A油口还与第一油缸1的无杆腔连接。如图1所示，在第一预定状态下，第一切换阀3的左位工作，第二切换阀4的左位工作，此时，第一切换阀3的A油口与C油口连通，第二切换阀4的P油口与A油口连通，相应地，第一油缸1及第二油缸2的有杆腔均与第二油缸2的无杆腔连通，压力油源5提供的液压油经第二切换阀4的P油口和A油口进入第一油缸1的无杆腔内，同时第一油缸1和第二油缸2的有杆腔内的液压油经第一切换阀3的C油口和A油口进入第二油缸2的无杆腔内，在此过程中，进入到第一油缸1和第二油缸2的无杆腔内的液压油体积相等，使得第一油缸1和第二油缸2的活塞杆同时伸出相同的长度，从而确保第一油缸1和第二油缸2的同步动作。在进一步的实施例中，当第一油缸1和第二油缸2同步动作到一定程度具体可以根据应用环境确定后，第一切换阀3切换到右位工作，如图2所示，此时，第一切换阀3的A油口与D油口连通，B油口与C油口连通，相应地，第一油缸1和第二油缸2的无杆腔均与压力油源5连通，第一油缸1和第二油缸2的有杆腔均与液压油箱6连通，压力油源5提供的液压油进入第一油缸1和第二油缸2的无杆腔，第一油缸1和第二油缸2的有杆腔内的液压油流入液压油箱6；通过压力油源5同时直接给第一油缸1和第二油缸2供油可以减少液压油的沿程压力损失，增大第一油缸1和第二油缸2所传递的力。在进一步的实施例中，当第一油缸1和第二油缸2的活塞杆移动到预定位置后需要维持当前状态时，第二切换阀4的中位工作，如图3所示，此时，第二切换阀4的A油口、B油口均与T油口和P油口断开，相应的，压力油源5提供的液压油不会进入到第一油缸1和第二油缸2，第一油缸1和第二油缸2内的液压油也不会流出，从而使活塞杆始终维持在当前位置。在上述实施例中，为了使油缸恢复到初始状态，第一切换阀3和第二切换阀4均右位工作，如图4所示，此时，第一切换阀3的B油口与C油口连通，第一切换阀3的A油口与D油口连通，第二切换阀4的A油口与T油口连通，第二切换阀4的B油口与P油口连通，相应地，压力油源5与第一油缸1的有杆腔、第二油缸2的有杆腔连通，液压油箱6与第一油缸1的无杆腔、第二油缸2的无杆腔连通，压力油源5提供的液压油进入第一油缸1的有杆腔、第二油缸2的有杆腔，进而驱使第一油缸1的活塞杆、第二油缸2的活塞杆均往各自的无杆腔方向移动，最终使活塞杆恢复到初始位置。上述油缸同步液压系统可以应用于起重机、铁钻工、正面吊等多种作业机械上，以铁钻工为例，铁钻工上的夹紧钳通常包括两个相对设置的钳体，第一油缸1和第二油缸2分别驱动一个钳体，夹紧钳作业时的具体工作过程为：第一阶段，如图1所示，首先，将第一油缸1的有杆腔、第二油缸2的有杆腔均与第二油缸2的无杆腔连通，然后，将第一油缸1的无杆腔与压力油源5连通，驱使第一油缸1和第二油缸2的活塞杆同步伸出，从而使两个钳体初步夹紧钻杆；第二阶段，如图2所示，断开第一油缸1、第二油缸2的有杆腔与第二油缸2的无杆腔之间的连接，将第一油缸1、第二油缸2的有杆腔与液压油箱6连通，并将第二油缸2的无杆腔与压力油源5连通；由于压力油源5直接给第一油缸1和第二油缸2供油，夹紧钳的夹持力更大。第三阶段，如图3所示，断开第一油缸1、第二油缸2的有杆腔与液压油箱6的连接，并断开第二油缸2的无杆腔与压力油源5的连接，从而使夹紧钳维持在当前状态。第四阶段，铁钻工完成钻杆连接后，夹紧钳需要恢复至初始状态，如图4所示，压力油源5与第一油缸1的有杆腔、第二油缸2的有杆腔连通，液压油箱6与第一油缸1的无杆腔、第二油缸2的无杆腔连通，从而使第一油缸1和第二油缸2恢复至初始状态(即夹紧钳恢复到初始状态)。通过采用上述的油缸同步液压系统，作业机械可以更好的实现两个油缸同步，进而提升作业效率，并延长作业机械自身的使用寿命。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。