伸缩机构的控制系统及具有其的起重机技术方案

本发明专利技术提供了一种伸缩机构的控制系统及具有其的起重机。该伸缩机构的控制系统包括：伸缩油缸，伸缩油缸的侧壁上设置有用于将伸缩油缸的有杆腔或无杆腔与外界连通的通孔；插销机构，用于插拔销，插销机构通过第一油管与伸缩油缸连接，第一油管的第一端连接在通孔处；第一控制装置，第一控制装置与伸缩油缸连接，第一控制装置具有控制伸缩油缸伸缩的第一工作位置和控制插销机构插拔销的第二工作位置；第二控制装置，设置在第一油管上并与第一控制装置共同控制插销机构插拔销。根据本发明专利技术的伸缩机构的控制系统及具有其的起重机，能够避免以往使用带有中芯管的伸缩油缸加工难度高的问题的出现，提高了油路中油液的清洁度和控制系统的生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工程机械
，更具体地，涉及一种伸缩机构的控制系统及具有其的起重机。
技术介绍
受工程作业工况趋于广泛、复杂的推动，工程机械向着作业范围越来越广、工作可靠性越来越高的方向发展。如要求伸缩臂起重机的吊臂长度越来越长，要求伸缩支腿作业机械的支腿跨距越来越大，等等。当前行业中，多采用带中心芯管的单缸插拔销伸缩机构，来驱动多连接节的吊臂或支腿，实现增加臂长或支腿跨距的目的。存在着控制复杂、制造成本高、可靠性差等问题。现阶段，许多伸缩臂起重机，尤其是大吨位的轮式起重机，为提高吊臂的长度，皆通过增加臂节数，并采用带中心芯管的单缸插拔销吊臂伸缩机构，来实现吊臂的伸缩作业。相应的典型伸缩机构的液压系统方案如图1所示，包括伸缩机构和插拔销机构两部分，其中插拔销机构固定在伸缩油缸的缸筒上，随着油缸的伸缩而移动。此种系统由以下组成：换向阀1、第一溢流阀2、截止阀组3、平衡阀4、缸销控制缸5、臂销控制缸6、伸缩油缸7、臂销锁定阀8、缸销锁定阀9、插拔销控制阀组10、第二溢流阀11。其中，第一溢流阀2和第二溢流阀11分别为伸缩油缸7伸缸和缩缸时的溢流阀，防止液压系统工作超压，损坏系统元件。截止阀组3内含换向阀、插装阀、梭阀、溢流阀等元件，作用是对换向阀1和伸缩油缸7之间的有杆腔油路进行截断，并对伸缩油缸7方向的有杆腔油路进行保护，防止截止阀组3异常工作时，造成伸缩油缸7缩缸憋压，损坏伸缩机构。其中Y3得电时，截止阀组处于打开状态；Y3失电时，截止阀组处于关闭、截止状态。缸销控制缸5和臂销控制缸6均为单作用弹簧复位液压缸，其固定在伸缩油缸7的缸筒上，依靠液压油压缩实现控制缸的缩回，进而驱动缸销或臂销的拔销；在控制缸泄压后，再依靠弹簧的回弹复位，实现控制缸的伸出，进而驱动缸销或臂销的插销。伸缩油缸7为双作用液压缸，无杆腔进油实现油缸伸出，有杆腔进油实现油缸缩回。油缸内含中心芯管结构，可从活塞杆的头部输送液压油到缸筒的尾部，进而控制缸筒上的插销机构工作。插拔销控制阀组10内含减压阀、溢流阀、单向阀、换向阀等，作用是控制缸销控制缸5、臂销控制缸6进行插拔缸销和臂销动作，并进行压力防护。其中Y6得电时，辅助泵的压力油可通过换向阀进入伸缩油缸7内的中心芯管；Y6失电时，伸缩油缸7中心芯管的液压油可通过换向阀、单向阀流回油箱。具体的伸缩机构和插拔销机构液压系统控制原理如下：进行伸缩机构的伸缸动作时，换向阀1的Y1和截止阀组3的Y3同时得电，换向阀芯下移，来自油泵的压力油通过换向阀芯上位，经过平衡阀4进入伸缩油缸7的无杆腔，推动油缸伸缸，压迫有杆腔内液压油通过已经打开的截止阀组3，再通过换向阀1流回油箱，实现正常的伸缸动作。此过程中，第一溢流阀2、截止阀组3中的溢流阀，皆对液压系统起保护作用。进行伸缩机构的缩缸动作时，换向阀1的Y2和截止阀组3的Y3同时得电，换向阀芯上移，来自油泵的压力油通过换向阀芯下位，经过已经打开的截止阀组3，进入伸缩油缸7的有杆腔，推动油缸缩缸，压迫无杆腔内部的液压油，并同时供应先导油压打开平衡阀4，从而推动无杆腔的液压油经过平衡阀4，再通过换向阀1流回油箱，实现正常的缩缸动作。此过程中，第二溢流阀11、截止阀组3中的溢流阀，皆对液压系统起保护作用。进行插拔销机构的拔缸销或拔臂销动作时，插拔销控制阀组10的Y6得电，来自辅助泵的压力油经过插拔销控制阀组10中的减压阀、换向阀进入伸缩油缸7的中心芯管，然后Y4或Y5得电，中心芯管的压力油通过臂销锁定阀8或缸销锁定阀9，进入缸销控制缸5或臂销控制缸6，压缩控制缸，实现拔缸销或拔臂销动作。此过程中，插拔销控制阀组10中的两个溢流阀皆起防护作用。进行插拔销机构的放缸销或放臂销动作时，Y4或Y5得电，控制臂销锁定阀8或缸销锁定阀9打开，缸销控制缸5或臂销控制缸6压缩的液压油通过锁定阀、中心芯管，以及插拔销控制阀组10内的换向阀和单向阀得以泄压回油箱，而缸销控制缸5或臂销控制缸6内部的弹簧回弹，再将控制缸弹出，驱动缸销或臂销的释放。通过以上的单缸插拔销吊臂伸缩机构系统控制原理，可以实现多节吊臂的正常伸缩动作，实现起重机不同臂长的吊装作业。具体吊臂伸缩原理，简要介绍如下：进行伸臂动作时，根据控制信号指令，伸缩油缸上的缸销缩回，伸缩油缸运动到指定位置，释放缸销到对应吊臂的缸销孔，实现缸销承载吊臂。然后拔回臂销，实现待伸吊臂和次外节吊臂脱离。伸缩油缸再带着待伸吊臂伸到另一指定位置，接着释放臂销到次外节吊臂的臂销孔，实现待伸吊臂和次外节吊臂在新长度位置的连接。完成伸臂后，需要进行缩缸动作，以进行次外节吊臂的伸臂动作。根据控制信号指令，伸缩油缸上的缸销缩回，伸缩油缸运动到新的指定位置，释放缸销到对应吊臂的缸销孔，开始另一个伸臂循环。按照以上的控制逻辑，可以实现多节吊臂的伸臂动作。同样，按照类似的逻辑，可以完成相应的缩臂动作。在此不加赘述。以上图1所示的单缸插拔销伸缩机构的液压系统，存在以下缺点：1、在伸缩油缸上设置中心芯管，油缸的加工极为复杂，重量增加，液压清洁度难以控制，成本较高，并且芯管长度较长，容易挠性变形，且难以承受高压；2、在进行拔销动作时，由于伸缩油缸的中心芯管存在油压，会在芯管端面产生压力，推动芯管伸出，进而推动油缸伸出。虽然系统中设置有截止阀组截断有杆腔油路，防止油缸伸出，但截止阀组中的插装阀无法做到零泄漏，导致拔销时依然会有油缸伸出现象，降低了拔销的成功率。且随着使用次数的增加，这种问题会越来越严重。3、伸缩油缸伸缸时，中心芯管的容腔会不断被拉大，造成内部油液真空不断被扩大。液压系统必须依靠辅助泵和插拔销控制阀组对中心芯管不断的充油，以避免真空，提高插销机构拔销动作的响应性能。若充油不足，芯管依然会存在真空，拔销动作的响应性能就会不足，若充油过量，芯管就会憋压，降低使用寿命。4、整体液压系统的控制复杂，成本较高，可靠性差。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种伸缩机构的控制系统及具有其的起重机，以解决现有技术中的伸缩机构的控制系统结构复杂、成本较高的问题。为解决上述技术问题，根据本专利技术的一个方面，提供了一种伸缩机构的控制系统，包括：伸缩油缸，伸缩油缸的侧壁上设置有用于将伸缩油缸的有杆腔或无杆腔与外界连通的通孔；插销机构，插销机构用于插拔销，插销机构通过第一油管与伸缩油缸连接，第一油管的第一端连接在通孔处；第一控制装置，第一控制装置与伸缩油缸连接，第一控制装置具有控制伸缩油缸伸缩的第一工作位置和控制插销机构插拔销的第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种伸缩机构的控制系统，其特征在于，包括：伸缩油缸(10)，所述伸缩油缸(10)的侧壁上设置有用于将所述伸缩油缸(10)的有杆腔或无杆腔与外界连通的通孔(12)；插销机构(20)，所述插销机构(20)用于插拔销，所述插销机构(20)通过第一油管(30)与所述伸缩油缸(10)连接，所述第一油管(30)的第一端连接在所述通孔(12)处；第一控制装置(40)，所述第一控制装置(40)与所述伸缩油缸(10)连接，所述第一控制装置(40)具有控制所述伸缩油缸(10)伸缩的第一工作位置和控制所述插销机构(20)插拔销的第二工作位置；第二控制装置(50)，所述第二控制装置(50)设置在第一油管(30)上并与所述第一控制装置(40)共同控制所述插销机构(20)插拔销。

【技术特征摘要】
1.一种伸缩机构的控制系统，其特征在于，包括：
伸缩油缸(10)，所述伸缩油缸(10)的侧壁上设置有用于将所述伸缩油缸(10)的
有杆腔或无杆腔与外界连通的通孔(12)；
插销机构(20)，所述插销机构(20)用于插拔销，所述插销机构(20)通过第一油
管(30)与所述伸缩油缸(10)连接，所述第一油管(30)的第一端连接在所述通孔(12)
处；
第一控制装置(40)，所述第一控制装置(40)与所述伸缩油缸(10)连接，所述第
一控制装置(40)具有控制所述伸缩油缸(10)伸缩的第一工作位置和控制所述插销机构
(20)插拔销的第二工作位置；
第二控制装置(50)，所述第二控制装置(50)设置在第一油管(30)上并与所述第
一控制装置(40)共同控制所述插销机构(20)插拔销。
2.根据权利要求1所述的伸缩机构的控制系统，其特征在于，所述通孔(12)与所述伸缩油
缸(10)的有杆腔连通，所述第一控制装置(40)包括：
第一换向阀(41)，所述第一换向阀(41)包括第一工作油口(411)、第二工作油口
(412)、第三工作油口(413)以及第四工作油口(414)，所述第一换向阀(41)的第一
工作油口(411)与油泵连接，所述第一换向阀(41)的第二工作油口(412)与油箱(70)
连接，所述第一换向阀(41)的第三工作油口(413)通过第二油管(80)与所述伸缩油
缸(10)的无杆腔连通，所述第一换向阀(41)的第四工作油口(414)通过第三油管(90)
与所述伸缩油缸(10)的有杆腔连通；
所述第一换向阀(41)具有第一工作状态、第二工作状态以及第三工作状态，其中，
当所述第一换向阀(41)处于其第一工作状态时，所述第一换向阀(41)的第一工作
油口(411)与所述第一换向阀(41)的第三工作油口(413)连通，且所述第一换向阀(41)
的第二工作油口(412)与所述第一换向阀(41)的第四工作油口(414)连通；
当所述第一换向阀(41)处于其第二工作状态时，所述第一换向阀(41)的第一工作
油口(411)与所述第一换向阀(41)的第四工作油口(414)连通，且所述第一换向阀(41)
的第二工作油口(412)与所述第一换向阀(41)的第三工作油口(413)连通；
当所述第一换向阀(41)处于其第三工作状态时，所述第一换向阀(41)的第二工作
油口(412)与所述第一换向阀(41)的第三工作油口(413)和所述第一换向阀(41)的
第四工作油口(414)均连通，所述第一换向阀(41)的第一工作油口(411)被截止。
3.根据权利要求2所述的伸缩机构的控制系统，其特征在于，所述第一控制装置(40)还包
括：
平衡阀组(42)，所述平衡阀组(42)设置在所述第一换向阀(41)与所述伸缩油缸
(10)的无杆腔之间，其中，所述平衡阀组(42)具有单向导通工作状态和节流工作状态，
当所述平衡阀组(42)处于其单向导通工作状态时，所述平衡阀组(42)内的液压油从所
述第一换向阀(41)流至所述伸缩油缸(10)的无杆腔，当所述平衡阀组(42)处于其节
流工作状态时，所述平衡阀组(42)内的液压油从所述伸缩油缸(10)的无杆腔流至所述
第一换向阀(41)；
第一锁定阀(43)，所述第一锁定阀(43)设置在所述第一换向阀(41)的第四工作
油口(414)与所述平衡阀组(42)之间以将所述平衡阀组(42)锁定在其单向导通工作
状态或其节流工作状态。
4.根据权利要求3所述的伸缩机构的控制系统，其特征在于，所述平衡阀组(42)包括控制
所述平衡阀组(42)内的液压油单向流动的单向阀(421)和对所述平衡阀组(42)内的
液压油进行节流处理的液控调节阀(422)。
5.根据权利要求4所述的伸缩机构的控制系统，其特征在于，所述第一锁定阀(43)包括第
一工作油口(431)和第二工作油口(432)，所述第一锁定阀(43)的第一工作油口(431)
与所述第一换向阀(41)的第四工作油口(414)连通，所述第一锁定阀(43)的第二工
作油口(432)与所述平衡阀组(42)连通，所述第一锁定阀(43)具有使所述平衡阀组
(42)处于其单向导通工作状态的第一工作状态和使所述平衡阀组(42)处于其节流工作
状态的第二工作状态，其中，
当所述第一锁定阀(43)处于其第一工作状态时，所述第一锁定阀(43)的第一工作
油口(431)和所述第一锁定阀(43)的第二工作油口(432)均被截止；
当所述第一锁定阀(43)处于其第二工作状态时，所述第一锁定阀(43)的第一工作
油口(431)和所述第一控制阀的第二工作油口(432)导通。
6.根据权利要求2所述的伸缩机构的控制系统，其特征在于，所述第一控制装置(40)还包
括：
第一溢流阀(44)，所述第一溢流阀(44)包括第一工作油口(441)和第二工作油口
(442)，所述第一溢流阀(44)的第一工作油口(441)与所述第一换向阀(41)的第三
工作油口(413)...

【专利技术属性】
技术研发人员：李仁福，
申请(专利权)人：中联重科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43