比例型分區(qū)域穩(wěn)定性控制力矩限制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種比例型分區(qū)域穩(wěn)定性控制力矩限制系統(tǒng)，包括區(qū)域檢測單元、比例壓力補償閥、力矩限制卸荷閥和力矩限制控制閥；區(qū)域檢測單元，檢測起重機當(dāng)前工作區(qū)域，控制比例壓力補償閥的設(shè)定壓力；比例壓力補償閥為比例型壓力補償閥，可按照輸入的電氣信號連續(xù)的、按比例實時調(diào)定壓力設(shè)定值，調(diào)定起重機在不同工作區(qū)域時具有不同的最大工作力矩；比例壓力補償閥外部設(shè)有比例壓力補償閥第一油口、比例壓力補償閥第二油口，比例壓力補償閥第一油口通過防爆閥、比例第一變幅平衡閥與第一變幅無桿腔連通，比例壓力補償閥第二油口與力矩限制控制閥第一油口連通；力矩限制卸荷閥和力矩限制控制閥共同組成力矩限制閥，完成起重機力矩限制功能。
【專利說明】
比例型分區(qū)域穩(wěn)定性控制力矩限制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及一種比例型分區(qū)域穩(wěn)定性控制力矩限制系統(tǒng)，屬于隨車起重機技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著市場、技術(shù)的發(fā)展，隨車起重機的起重能力不斷提高，折臂起重機在我國的應(yīng)用日益增加，對其作業(yè)安全的要求也日益提高。力矩限制系統(tǒng)的作用是對作業(yè)力矩進行限制，起到安全保護的作用。因此，力矩限制系統(tǒng)作為隨車起重機最主要的安全防護系統(tǒng)，逐漸成為隨車起重機的研究重點。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中均提出了基于液控式力矩限制閥實現(xiàn)隨車起重機力矩限制的技術(shù)方案，但是該方案的力矩限制系統(tǒng)能夠限制的最大工作力矩是唯一的。對于隨車起重機，其整機工作穩(wěn)定性直接受整機重心及支腿反向支撐力矩等的限制，在水平面區(qū)域內(nèi)，其能夠穩(wěn)定工作的最大工作力矩也有所不同，為了保證整機作業(yè)的安全性，對于最大工作力矩唯一的力矩限制系統(tǒng)，其最大工作力矩的設(shè)定必須滿足起重機在最危險的區(qū)域內(nèi)作業(yè)的安全性，如此，便會造成起重機在其他區(qū)域工作時的起重能力受到損失，不利于起重機起重性能的有效利用。為解決這類問題，Palfinger提出了一種高性能穩(wěn)定性控制系統(tǒng)(HPSC)，通過回轉(zhuǎn)角度傳感器、長角傳感器以及支腿伸出檢測元件，測量起重機的工作狀態(tài)，并通過具有強大的計算能力的控制器進行精確計算，實現(xiàn)起重機工作區(qū)域與允許的最大工作力矩的匹配。該方案可以很好的解決上述的由于最大工作力矩的唯一性帶來的起重機起重能力損失的問題，提高了起重機的起重能力利用效率，但是需較多的傳感器元件，提高了系統(tǒng)故障率，且控制器性能要求高，成本高，不適用于低成本的隨車起重機的使用。
[0004]針對上述問題，需要開發(fā)一種配置簡單的、低成本的、能夠?qū)崿F(xiàn)起重機工作區(qū)域與允許的最大工作力矩匹配的比例型分區(qū)域穩(wěn)定性控制力矩限制系統(tǒng)。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]目的:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本實用新型提供一種比例型分區(qū)域穩(wěn)定性控制力矩限制系統(tǒng)。
[0006]技術(shù)方案:為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案為:
[0007]—種比例型分區(qū)域穩(wěn)定性控制力矩限制系統(tǒng)，其特征在于:包括區(qū)域檢測單元、比例壓力補償閥、力矩限制卸荷閥和力矩限制控制閥；
[0008]區(qū)域檢測單元，包括檢測單元和信號處理單元，用以檢測起重機當(dāng)前工作區(qū)域，通過檢測單元檢測起重機回轉(zhuǎn)角度判定起重機的當(dāng)前工作區(qū)域，經(jīng)信號處理單元處理后傳遞給比例壓力補償閥，控制比例壓力補償閥的設(shè)定壓力；
[0009]比例壓力補償閥為比例型壓力補償閥，可按照輸入的電氣信號連續(xù)的、按比例的實時調(diào)定其壓力設(shè)定值，用以調(diào)定起重機在不同的工作區(qū)域時具有不同的最大工作力矩，實現(xiàn)起重機工作區(qū)域與允許的最大工作力矩匹配;比例壓力補償閥外部設(shè)有比例壓力補償閥第一油口、比例壓力補償閥第二油口，比例壓力補償閥第一油口通過防爆閥、比例第一變幅平衡閥與第一變幅無桿腔連通，比例壓力補償閥第二油口與力矩限制控制閥第一油口連通；
[0010]力矩限制卸荷閥和力矩限制控制閥共同組成力矩限制閥，完成起重機力矩限制功會K。
[0011]所述的分區(qū)域穩(wěn)定性控制力矩限制系統(tǒng)，其特征在于:所述力矩限制卸荷閥外部開設(shè)有力矩限制卸荷閥第一油口、力矩限制卸荷閥第二油口、力矩限制卸荷閥第三油口、力矩限制卸荷閥第四油口、力矩限制卸荷閥第五油口、力矩限制卸荷閥回油口、力矩限制卸荷閥控制油口。
[0012]力矩限制卸荷閥第一油口通過管路并經(jīng)第一變幅平衡閥與第一變幅油缸無桿腔連通，力矩限制卸荷閥第二油口通過管路并經(jīng)并經(jīng)第一變幅平衡閥與第一變幅油缸有桿腔連通，力矩限制卸荷閥第三油口通過管路并經(jīng)第二變幅平衡閥與第二變幅油缸無桿腔連通，力矩限制卸荷閥第四油口通過管路并經(jīng)第二變幅平衡閥與第二變幅油缸有桿腔連通，力矩限制卸荷閥第五油口通過管路并經(jīng)伸縮平衡閥與伸縮油缸無桿腔連通，力矩限制卸荷閥回油口通過管路與油箱連通。
[0013]所述的分區(qū)域穩(wěn)定性控制力矩限制系統(tǒng)，其特征在于:所述力矩限制控制閥外部設(shè)有力矩限制控制閥第一油口、力矩限制控制閥第二油口、力矩限制控制閥控制油口，力矩限制控制閥控制油口、力矩限制控制閥回油口。
[0014]力矩限制控制閥第一油口通過管路與壓力補償閥第二油口連通，力矩限制控制閥第二油口通過管路并經(jīng)第二變幅平衡閥與第一變幅油缸有桿腔連通，力矩限制控制閥控制油口通過油路并經(jīng)伸縮平衡閥與伸縮油缸無桿腔連通;力矩限制控制閥回油口通過管路與油箱連通;力矩限制控制閥控制油口通過管路與力矩限制卸荷閥控制油口連通。
[0015]有益效果:本實用新型提供的一種比例型分區(qū)域穩(wěn)定性控制力矩限制系統(tǒng)，具有以下優(yōu)點:
[0016]1、力矩限制限制系統(tǒng)可以根據(jù)起重機作業(yè)區(qū)域允許的最大工作力矩調(diào)整起重機的力矩限制值，實現(xiàn)分區(qū)域控制，穩(wěn)定性控制性能好，安全性高；
[0017]2、力矩限制系統(tǒng)基于簡單的控制器和壓力補償閥實現(xiàn)分區(qū)域控制功能，成本低，元件少，可靠性高；
[0018]3、力矩限制系統(tǒng)的分區(qū)域控制功能，保證了起重機安全性的同時，提高了起重機起升能力的利用效率。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型的比例型分區(qū)域穩(wěn)定性控制力矩限制系統(tǒng)；
[0020]圖2為本實用新型的比例型分區(qū)域穩(wěn)定性控制力矩限制系統(tǒng)中的壓力補償閥原理圖；
[0021 ]圖3為本實用新型的應(yīng)用實施例工作效果示意圖；
[0022]圖中:1_第一變幅控制聯(lián)，Al-—變幅第一油口，B1_—變幅第二油口；
[0023]2-第二變幅控制聯(lián)，A2-二變幅第一油口，B2_二變幅第二油口 ；
[0024]3-伸縮控制聯(lián)，A3-伸縮第一油口，B3_伸縮第二油口 ；
[0025]4-區(qū)域檢測單元；
[0026]5-比例壓力補償閥，P6-比例壓力補償閥第一油口，P7_比例壓力補償閥第二油口 ；
[0027]6-防爆閥;7-第一變幅平衡閥;8-第二變幅平衡閥;9-伸縮平衡閥；
[0028]10-力矩限制卸荷閥，Pl-力矩限制卸荷閥第一油口，P2-力矩限制卸荷閥第二油口，P3-力矩限制卸荷閥第三油口，P4-力矩限制卸荷閥第四油口，P5-力矩限制卸荷閥第五油口，P6-液控單向閥閥前油口，Pill-液控單向閥控制油口，Tl-力矩限制卸荷閥回油口，S1-力矩限制卸荷閥控制油口；
[0029]11-力矩限制控制閥，P-力矩限制控制閥第一油口，1-力矩限制控制閥第二油口，Pil_力矩限制控制閥控制油口，S-力矩限制控制閥控制油口，T-力矩限制控制閥回油
□ O
【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合具體實施例對本實用新型作更進一步的說明。
[0031]如圖1至圖3所示，一種比例型分區(qū)域穩(wěn)定性控制力矩限制系統(tǒng)，其穩(wěn)定性控制功能實現(xiàn)核心元件部分包括區(qū)域檢測單元4、比例壓力補償閥5、力矩限制卸荷閥10和力矩限制控制閥11;
[0032]區(qū)域檢測單元4，包括檢測單元和信號處理單元，用以檢測起重機當(dāng)前工作區(qū)域，通過檢測單元檢測起重機回轉(zhuǎn)角度判定起重機的當(dāng)前工作區(qū)域，從而發(fā)出相應(yīng)指令信號經(jīng)信號處理單元處理后傳遞給比例壓力補償閥5，控制比例壓力補償閥5的設(shè)定壓力。具體工作原理為:區(qū)域檢測單元4通過檢測起重機當(dāng)前回轉(zhuǎn)角度判定其工作區(qū)域，區(qū)域檢測單元4的信號處理單元根據(jù)檢測結(jié)果計算所需輸出的電氣(電流或電壓)信號值大小，該電氣信號傳遞至比例壓力補償閥5，由于比例壓力補償閥5的設(shè)定壓力大小跟隨電氣信號的大小變動，故區(qū)域檢測單元4輸出的電氣信號可以決定比例壓力補償閥5的壓力設(shè)定值，從而可以控制第一變幅油缸無桿腔至力矩限制卸荷閥第一油口 Pl油路打開時所需的壓力，繼而調(diào)定該工作區(qū)域允許的最大工作力矩，實現(xiàn)起重機工作區(qū)域與該工作區(qū)域允許的最大工作力矩的匹配；
[0033]比例壓力補償閥5為比例型壓力補償閥，可以按照輸入的電氣信號連續(xù)的、按比例的實時調(diào)定其壓力設(shè)定值，用以調(diào)定起重機在不同的工作區(qū)域時具有不同的最大工作力矩，實現(xiàn)起重機工作區(qū)域與允許的最大工作力矩匹配。比例壓力補償閥5外部設(shè)有比例壓力補償閥第一油口P6、比例壓力補償閥第二油口P7，比例壓力補償閥第一油口 P6通過防爆閥
6、比例第一變幅平衡閥7與第一變幅無桿腔連通，比例壓力補償閥第二油口 P7與力矩限制控制閥第一油口 P連通；
[0034]力矩限制卸荷閥10和力矩限制控制閥11共同組成力矩限制閥，完成起重機力矩限制功能，其中力矩限制卸荷閥10外部開設(shè)有力矩限制卸荷閥第一油OPl、力矩限制卸荷閥第二油口 P2、力矩限制卸荷閥第三油口 P3、力矩限制卸荷閥第四油口 P4、力矩限制卸荷閥第五油口 P5、力矩限制卸荷閥回油口 Tl、力矩限制卸荷閥控制油口 SI，力矩限制控制閥11外部設(shè)有力矩限制控制閥第一油口P、力矩限制控制閥第二油口 1、力矩限制控制閥控制油口Pil，力矩限制控制閥控制油口S、力矩限制控制閥回油口T;
[0035]力矩限制卸荷閥第一油口Pl通過管路并經(jīng)第一變幅平衡閥7與第一變幅油缸無桿腔連通，力矩限制卸荷閥第二油口 P2通過管路并經(jīng)并經(jīng)第一變幅平衡閥7與第一變幅油缸有桿腔連通，力矩限制卸荷閥第三油口 P3通過管路并經(jīng)第二變幅平衡閥8與第二變幅油缸無桿腔連通，力矩限制卸荷閥第四油口 P4通過管路并經(jīng)第二變幅平衡閥8與第二變幅油缸有桿腔連通，力矩限制卸荷閥第五油口 P5通過管路并經(jīng)伸縮平衡閥9與伸縮油缸無桿腔連通，力矩限制卸荷閥回油口 Tl通過管路與油箱連通；
[0036]力矩限制控制閥第一油口P通過管路與壓力補償閥第二油口 P7連通，力矩限制控制閥第二油口 I通過管路并經(jīng)第二變幅平衡閥8與第一變幅油缸有桿腔連通，力矩限制控制閥控制油口 Pil通過油路并經(jīng)伸縮平衡閥9與伸縮油缸無桿腔連通;力矩限制控制閥回油口T通過管路與油箱連通;力矩限制控制閥控制油口 S通過管路與力矩限制卸荷閥控制油口 SI連通。
[0037]實施例:以設(shè)有比例型分區(qū)域穩(wěn)定性控制力矩限制系統(tǒng)的折臂隨車起重機為實施例，
[0038]將起重機回轉(zhuǎn)區(qū)域內(nèi)的不同的工作區(qū)域所對應(yīng)的允許的最大工作力矩值輸入?yún)^(qū)域檢測單元4的信號處理單元，信號處理單元根據(jù)起重機實際作業(yè)工況及其幾何尺寸計算出在最大工作力矩時第一變幅油缸無桿腔所產(chǎn)生的壓力值，根據(jù)第一變幅油缸無桿腔的壓力值計算出所需輸出的電氣信號值的大小，進而可以確定起重機每一個實際工作區(qū)域時區(qū)域檢測單元4所應(yīng)該輸出的電氣信號值。當(dāng)區(qū)域檢測單元4的檢測單元檢測到起重機的實際工作區(qū)域時，區(qū)域檢測單元4信號處理部分單元發(fā)出相應(yīng)大小的電氣信號，控制比例壓力補償閥5的壓力設(shè)定值在相應(yīng)大小。
[0039]當(dāng)起重機的實際工作力矩達到該工作區(qū)域允許的最大工作力矩時，第一變幅油缸無桿腔壓力達到比例壓力補償閥5的設(shè)定壓力值，比例壓力補償閥5開啟，第一變幅油缸無桿腔的壓力信號經(jīng)防爆閥6和比例壓力補償閥5傳遞至力矩限制控制閥第一油口 P，力矩限制控制閥11工作在卸荷狀態(tài)，力矩限制控制閥第一油口 P經(jīng)力矩限制控制閥控制油口 S傳遞至力矩限制卸荷閥控制油口 SI，打開力矩限制卸荷閥10的液控單向閥，力矩限制卸荷閥10的卸荷油路被打開，第一變幅油缸無桿腔、第一變幅有桿腔、第二變幅有桿腔、第二變幅無桿腔、伸縮油缸無桿腔的油液經(jīng)過力矩限制卸荷閥10流回油箱，操縱第一變幅控制聯(lián)I使第一變幅上升或下降、第二變幅控制聯(lián)2使第二變幅上升或下降、伸縮控制聯(lián)3使伸出動作，第一變幅起升、第一變幅下降、第二變幅起升、第二變幅下降、伸縮伸出壓力油路被低壓卸荷，無法建立壓力，限制了第一變幅上升、下落，第二變幅上升、下落及伸縮伸出這五個動作，從而實現(xiàn)了起重機只能在允許的最大工作力矩界限區(qū)域內(nèi)的正常工作，實現(xiàn)了起重機的安全保護。
[0040]當(dāng)起重機的實際工作力矩達到該工作區(qū)域允許的最大工作力矩時，第一變幅油缸無桿腔壓力小于比例壓力補償閥5的設(shè)定壓力值，比例壓力補償閥5關(guān)閉，第一變幅油缸無桿腔經(jīng)防爆閥6和比例壓力補償閥5至力矩限制控制閥第一油口P的油路被切斷，力矩限制控制閥11工作在保壓狀態(tài)，操縱第一變幅控制聯(lián)I使第一變幅上升或下降、第二變幅控制聯(lián)2使第二變幅上升或下降、伸縮控制聯(lián)3使伸出動作，第一變幅起升、第一變幅下降、第二變幅起升、第二變幅下降、伸縮伸出壓力油路可以正常建壓，起重機可以正常工作。
[0041]上述過程中，第一變幅油缸無桿腔能夠允許建立的最大壓力決定了起重機工作時能夠達到的實際最大工作力矩。起重機工作在不同區(qū)域時，比例壓力補償閥5的壓力設(shè)定值大小根據(jù)該區(qū)域允許的最大工作力矩而定，繼而第一變幅油缸無桿腔能夠允許建立的最大壓力與該區(qū)域允許的最大工作力矩匹配，因此可以實現(xiàn)起重機在工作區(qū)域內(nèi)實際工作力矩在其允許的最大工作力矩界限區(qū)域范圍內(nèi)，實現(xiàn)安全保護的目的。
[0042]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出:對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種比例型分區(qū)域穩(wěn)定性控制力矩限制系統(tǒng)，其特征在于:包括區(qū)域檢測單元、比例壓力補償閥、力矩限制卸荷閥和力矩限制控制閥； 區(qū)域檢測單元，包括檢測單元和信號處理單元，用以檢測起重機當(dāng)前工作區(qū)域，通過檢測單元檢測起重機回轉(zhuǎn)角度判定起重機的當(dāng)前工作區(qū)域，經(jīng)信號處理單元處理后傳遞給比例壓力補償閥，控制比例壓力補償閥的設(shè)定壓力； 比例壓力補償閥為比例型壓力補償閥，可按照輸入的電氣信號連續(xù)的、按比例的實時調(diào)定其壓力設(shè)定值，用以調(diào)定起重機在不同的工作區(qū)域時具有不同的最大工作力矩，實現(xiàn)起重機工作區(qū)域與允許的最大工作力矩匹配;比例壓力補償閥外部設(shè)有比例壓力補償閥第一油口、比例壓力補償閥第二油口，比例壓力補償閥第一油口通過防爆閥、比例第一變幅平衡閥與第一變幅無桿腔連通，比例壓力補償閥第二油口與力矩限制控制閥第一油口連通； 力矩限制卸荷閥和力矩限制控制閥共同組成力矩限制閥，完成起重機力矩限制功能。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分區(qū)域穩(wěn)定性控制力矩限制系統(tǒng)，其特征在于:所述力矩限制卸荷閥外部開設(shè)有力矩限制卸荷閥第一油口、力矩限制卸荷閥第二油口、力矩限制卸荷閥第三油口、力矩限制卸荷閥第四油口、力矩限制卸荷閥第五油口、力矩限制卸荷閥回油口、力矩限制卸荷閥控制油口。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分區(qū)域穩(wěn)定性控制力矩限制系統(tǒng)，其特征在于:力矩限制卸荷閥第一油口通過管路并經(jīng)第一變幅平衡閥與第一變幅油缸無桿腔連通，力矩限制卸荷閥第二油口通過管路并經(jīng)并經(jīng)第一變幅平衡閥與第一變幅油缸有桿腔連通，力矩限制卸荷閥第三油口通過管路并經(jīng)第二變幅平衡閥與第二變幅油缸無桿腔連通，力矩限制卸荷閥第四油口通過管路并經(jīng)第二變幅平衡閥與第二變幅油缸有桿腔連通，力矩限制卸荷閥第五油口通過管路并經(jīng)伸縮平衡閥與伸縮油缸無桿腔連通，力矩限制卸荷閥回油口通過管路與油箱連通。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分區(qū)域穩(wěn)定性控制力矩限制系統(tǒng)，其特征在于:所述力矩限制控制閥外部設(shè)有力矩限制控制閥第一油口、力矩限制控制閥第二油口、力矩限制控制閥控制油口，力矩限制控制閥控制油口、力矩限制控制閥回油口。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的分區(qū)域穩(wěn)定性控制力矩限制系統(tǒng)，其特征在于:力矩限制控制閥第一油口通過管路與壓力補償閥第二油口連通，力矩限制控制閥第二油口通過管路并經(jīng)第二變幅平衡閥與第一變幅油缸有桿腔連通，力矩限制控制閥控制油口通過油路并經(jīng)伸縮平衡閥與伸縮油缸無桿腔連通;力矩限制控制閥回油口通過管路與油箱連通;力矩限制控制閥控制油口通過管路與力矩限制卸荷閥控制油口連通。
【文檔編號】F15B20/00GK205500633SQ201620233461
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年3月24日
【發(fā)明人】陳志偉, 滿軍, 滿珍, 寧吉平, 韓文超, 劉漢光, 薛卡
【申請人】徐州徐工隨車起重機有限公司