【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工程机械领域，主要应用于强夯机、连续墙抓斗等岩土施工机械的起升机构，通过液压制动系统，实现起升卷扬带载自由下落工况时下落终点处卷筒的迅速可靠制动、制动能量回收和再利用。也适用于其它设备的卷扬机构卷筒自由转动时的制动。
技术介绍
1、强夯机、连续墙抓斗等岩土施工机械作业过程中，起升机构提升载荷到预定高度后，需要使起升卷扬处于不脱钩自由下落状态，载荷快速自由下落，同时通过起升钢丝绳带动卷筒高速转动。载荷下落到预定高度即下落终点时，需要迅速将高速转动的卷筒制动住。
2、常规的制动方法，在卷筒沿使用盘式制动器或带式制动器，缺点是制动蹄发热大、磨损快、制动效果差，一般只用于空载自由下落的制动。也有采用进口的具有自由下落制动功能的专用减速机，即在起升减速机中安装有机械多片盘式油冷制动器，缺点是专用减速机价格昂贵、卷筒动能全部通过摩擦转换为热量，发热大，不能实现能量回收。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种液压制动系统，实现起升卷扬带载自由下落工况时下落终点处卷筒的迅速可靠制动、制动能量回收和再利用。
2、本专利技术采用的技术方案是：
3、所述的液压制动系统包括机械装置和液压装置。
4、机械装置包括依次相连的机械驱动单元1(液压马达、电动机或发动机带液力耦合器)、减速机2和离合器3、卷筒4、增速机5。
5、机械驱动装置1通过减速机2减速增扭，通过闭合的离合器3传递动力，驱动卷筒4转动，实现起升卷扬的动力上升和下降。p>
6、离合器3分离时，减速机2与卷筒4的动力连接断开，实现起升卷扬的自由下落。
7、卷筒4的轴连接增速机5的输入轴，当卷筒4转动时，增速机5的输出轴加速转动。反过来，如果增速机5的输出轴上作用了驱动扭矩，增速机5的输入轴将驱动卷筒4转动。增速机5的作用是为了在带载自由下落制动前，较高速转动的卷筒通过增速机5的增速作用，使液压马达6达到效率比较高的工作转速。
8、液压装置包括液压马达6、液压油箱7、溢流阀8、单向阀9、第一液控单向阀10、第二液控单向阀11、蓄能器12、第一电磁换向阀13、第二电磁换向阀14和压力变送器15。液压马达6的a口与溢流阀8的p口、单向阀9的b口、第一液控单向阀10的b口、第二液控单向阀11的a口相连。液压马达6的b口与液压油箱7、溢流阀8的t口、单向阀9的a口、第一液控单向阀10的a口相连。第二液控单向阀11的b口与蓄能器12和压力变送器15相连。第一电磁换向阀13的p口和第二电磁换向阀14的p口连接到外控油源3mpa。第一电磁换向阀13的a口与第一液控单向阀10的c口相连。第二电磁换向阀14的a口与第二液控单向阀11的c口相连。液压马达的t口、第一电磁换向阀13的t口、第二电磁换向阀14的t口连接到液压油箱7。
9、液压马达6的输入轴连接到增速机5的输出轴。当增速机5驱动液压马达6转动时，液压马达6作为增速机5的负载等效于液压泵的工况。当液压马达6驱动增速机5时，增速机5作为负载等效于减速机的工况。
10、液压油箱7储存液压油，置于高位置，改善液压马达6的吸油条件。
11、溢流阀8对液压马达6的a口压力进行安全压力限制。
12、第一电磁换向阀13的电磁铁断电时，第一液控单向阀10的c口压力为零，第一液控单向阀10的b口到a口流动截止。第一电磁换向阀13的电磁铁通电时，第一液控单向阀10的c口压力为3mpa，第一液控单向阀10的b口到a口流动导通。
13、第二电磁换向阀14的电磁铁断电时，第二液控单向阀11的c口压力为零，第二液控单向阀11的b口到a口流动截止。第二电磁换向阀14的电磁铁通电时，第二液控单向阀11的c口压力为3mpa，第二液控单向阀11的b口到a口流动导通。
14、当液压马达6反向转动(b口进油、a口出油)时，如果第一液控单向阀10的b口到a口流动导通，液压马达6的a口出油经第一液控单向阀10的b口到a口回流到液压油箱7。如果第一液控单向阀10的b口到a口流动截止，液压马达6的a口出油经第二液控单向阀11的a口到b口进入蓄能器12充油。
15、当液压马达6正向转动(a口进油、b口出油)时，如果第二液控单向阀11的b口到a口流动导通，蓄能器12中的高压油经第二液控单向阀11的b口到a口，进入液压马达6的a口，驱动液压马达6正转。如果第二液控单向阀11的b口到a口流动截止，液压马达6的a口吸油产生真空度，油箱7中油液通过单向阀9的a口到b口，对液压马达6的a口补油，防止液压马达6吸空。
16、压力变送器15检测蓄能器12的充油压力。
17、液压原理图如图1所示。
18、本专利技术的效果和益处是：
19、自由下落制动时卷筒通过增速机驱动液压马达输出高压油液储存到蓄能器中，回收制动能量，产生制动作用，制动平稳、发热小、寿命长、可靠性高。
20、动力起升时，储存在蓄能器中的高压油液驱动液压马达转动，液压马达驱动增速机(此工况等效于减速机)，助力机械驱动单元共同驱动卷筒提升载荷，实现制动能量的再利用，降低能耗提高系统效率。
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1.用于起升卷扬机构的带载自由下落工况的液压制动系统，其特征在于，所述的液压制动系统包括机械装置和液压装置；机械装置包括依次相连的机械驱动单元(1)、减速机(2)、离合器(3)、卷筒(4)和增速机(5)；液压装置包括液压马达(6)、液压油箱(7)、溢流阀(8)、单向阀(9)、第一液控单向阀(10)、第二液控单向阀(11)、蓄能器(12)、第一电磁换向阀(13)、第二电磁换向阀(14)和压力变送器(15)；
2.权利要求1所述的用于起升卷扬机构的带载自由下落工况的液压制动系统的作用方法，其特征在于，第一电磁换向阀(13)的电磁铁断电时，第一液控单向阀(10)的C口压力为零，第一液控单向阀(10)的B口到A口流动截止；第一电磁换向阀(13)的电磁铁通电时，第一液控单向阀(10)的C口压力为3Mpa，第一液控单向阀(10)的B口到A口流动导通。
3.根据权利要求2所述的作用方法，其特征在于，第二电磁换向阀(14)的电磁铁断电时，第二液控单向阀(11)的C口压力为零，第二液控单向阀(11)的B口到A口流动截止；第二电磁换向阀(14)的电磁铁通电时，第二液控单向阀(
4.根据权利要求2所述的作用方法，其特征在于，当液压马达(6)反向转动，即B口进油、A口出油时，如果第一液控单向阀(10)的B口到A口流动导通，液压马达(6)的A口出油经第一液控单向阀(10)的B口到A口回流到液压油箱(7)；如果第一液控单向阀(10)的B口到A口流动截止，液压马达(6)的A口出油经第二液控单向阀(11)的A口到B口进入蓄能器(12)充油。
5.根据权利要求2所述的作用方法，其特征在于，当液压马达(6)正向转动，即A口进油、B口出油时，如果第二液控单向阀(11)的B口到A口流动导通，蓄能器(12)中的高压油经第二液控单向阀(11)的B口到A口，进入液压马达(6)的A口，驱动液压马达(6)正转；如果第二液控单向阀(11)的B口到A口流动截止，液压马达(6)的A口吸油产生真空度，油箱(7)中油液通过单向阀(9)的A口到B口，对液压马达(6)的A口补油，防止液压马达(6)吸空。
6.根据权利要求2所述的作用方法，其特征在于，动力下降工况：机械驱动单元(1)反转，经过减速机(2)、闭合的离合器(3)驱动卷筒(4)反转，驱动载荷下降，卷筒(4)通过增速机(5)增速，驱动液压马达(6)反转，此时液压马达(6)的B口进油、A出油，第一电磁换向阀(13)的电磁铁通电，第二电磁换向阀(14)的电磁铁不通电，液压马达(6)的A口出油经第一液控单向阀(10)的B口至A口流到液压油箱(7)，液压马达(6)的A口与B口压差为零，驱动液压马达(6)的扭矩为零，对动力下降无影响。
7.根据权利要求2所述的作用方法，其特征在于，自由下落工况：机械驱动单元(1)停止，离合器(3)分离，卷筒(4)在载荷作用下反转，载荷加速自由下落，卷筒(4)通过增速机(5)增速，驱动液压马达(6)反转，此时液压马达(6)的B口进油、A出油，第一电磁换向阀(13)的电磁铁通电，第二电磁换向阀(14)的电磁铁不通电，液压马达(6)的A口出油经第一液控单向阀(10)的B口至A口流到液压油箱(7)，液压马达(6)的A口与B口压差为零，驱动液压马达(6)的扭矩为零，对自由下落无影响。
8.根据权利要求2所述的作用方法，其特征在于，自由下落终点制动工况：载荷自由下落至终点高度，机械驱动单元(1)保持停止，离合器(3)保持分离，第一电磁换向阀(13)的电磁铁断电，第一液控单向阀(10)的B口到A口流动截止，液压马达(6)的A口出油经第二液控单向阀(11)的A口至B口对蓄能器(12)充油，回收制动能量，驱动液压马达(6)的扭矩经过增速机(5)的增扭，反作用为对卷筒(4)的制动扭矩，实现制动功能；如果蓄能器(12)充油压力达到溢流阀(8)的溢流压力时，则蓄能器(12)不再充油，多余油液经溢流阀(8)溢流回液压油箱(7)；当卷筒(4)停止转动时，制动结束，离合器(4)闭合。
9.根据权利要求2所述的作用方法，其特征在于，动力起升工况：机械驱动单元(1)正转，经过减速机(2)、闭合的离合器(3)驱动卷筒(4)正转，提升载荷上升；压力变送器(15)检测蓄能器(12)的充油压力，如果有压力，则第二电磁换向阀(14)的电磁铁通电，蓄能器(12)中的压力油经过第二液控单向阀(11)的B口至A口，流至液压马达(6)的A口，驱动液压马达(6)正转，此时液压马达(6)的A口进油、B口出油，液压马达(6)的输入轴驱动增速机(5)的输出轴，降速增扭，增速机(5)的输入轴驱动卷筒...
【技术特征摘要】
1.用于起升卷扬机构的带载自由下落工况的液压制动系统，其特征在于，所述的液压制动系统包括机械装置和液压装置；机械装置包括依次相连的机械驱动单元(1)、减速机(2)、离合器(3)、卷筒(4)和增速机(5)；液压装置包括液压马达(6)、液压油箱(7)、溢流阀(8)、单向阀(9)、第一液控单向阀(10)、第二液控单向阀(11)、蓄能器(12)、第一电磁换向阀(13)、第二电磁换向阀(14)和压力变送器(15)；
2.权利要求1所述的用于起升卷扬机构的带载自由下落工况的液压制动系统的作用方法，其特征在于，第一电磁换向阀(13)的电磁铁断电时，第一液控单向阀(10)的c口压力为零，第一液控单向阀(10)的b口到a口流动截止；第一电磁换向阀(13)的电磁铁通电时，第一液控单向阀(10)的c口压力为3mpa，第一液控单向阀(10)的b口到a口流动导通。
3.根据权利要求2所述的作用方法，其特征在于，第二电磁换向阀(14)的电磁铁断电时，第二液控单向阀(11)的c口压力为零，第二液控单向阀(11)的b口到a口流动截止；第二电磁换向阀(14)的电磁铁通电时，第二液控单向阀(11)的c口压力为3mpa，第二液控单向阀(11)的b口到a口流动导通。
4.根据权利要求2所述的作用方法，其特征在于，当液压马达(6)反向转动，即b口进油、a口出油时，如果第一液控单向阀(10)的b口到a口流动导通，液压马达(6)的a口出油经第一液控单向阀(10)的b口到a口回流到液压油箱(7)；如果第一液控单向阀(10)的b口到a口流动截止，液压马达(6)的a口出油经第二液控单向阀(11)的a口到b口进入蓄能器(12)充油。
5.根据权利要求2所述的作用方法，其特征在于，当液压马达(6)正向转动，即a口进油、b口出油时，如果第二液控单向阀(11)的b口到a口流动导通，蓄能器(12)中的高压油经第二液控单向阀(11)的b口到a口，进入液压马达(6)的a口，驱动液压马达(6)正转；如果第二液控单向阀(11)的b口到a口流动截止，液压马达(6)的a口吸油产生真空度，油箱(7)中油液通过单向阀(9)的a口到b口，对液压马达(6)的a口补油，防止液压马达(6)吸空。
6.根据权利要求2所述的作用方法，其特征在于，动力下降工况：机械驱动单元(1)反转，经过减速机(2)、闭合的离合器(3)驱动卷筒(4)反转，驱动载荷下降，卷筒(4)通过增速机(5...
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