起重機及其回轉(zhuǎn)速度控制裝置、控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及起重機自動控制技術(shù)，尤其涉及一種起重機回轉(zhuǎn)速度的控制方法及控 制裝置、具有該回轉(zhuǎn)速度控制裝置的起重機。
【背景技術(shù)】
[0002] 起重機工作時，對回轉(zhuǎn)速度有一定的要求，如果在吊載過程中不遵守最大回轉(zhuǎn)速 度的要求，臂架系統(tǒng)可能發(fā)生過載事故。所以在起重機工作過程中，必須根據(jù)整機系統(tǒng)對 最大回轉(zhuǎn)速度做出限制。而根據(jù)起重機的工作工況和臂長，最大回轉(zhuǎn)速度是不同的。所以 需要根據(jù)不同的工況和臂長來確定最大的回轉(zhuǎn)速度值，以確保起重機在工作過程中的安全 性。在大噸位和臂長較長的起重機中，回轉(zhuǎn)速度的控制就顯得更為重要了。
[0003] 目前，起重機回轉(zhuǎn)機構(gòu)的控制大都能實現(xiàn)無極變速控制，而回轉(zhuǎn)機構(gòu)的液壓系統(tǒng) 也以閉式液壓系統(tǒng)為主，以閉式液壓系統(tǒng)為例，實際在整個回轉(zhuǎn)速度的控制中，主要有發(fā)動 機轉(zhuǎn)速、液壓泵排量、液壓馬達(dá)排量參與對回轉(zhuǎn)速度的變速控制。
[0004] 而現(xiàn)有控制技術(shù)中，回轉(zhuǎn)速度的大小受到發(fā)動機轉(zhuǎn)速和手柄輸出電流大小兩個變 量的影響，使得回轉(zhuǎn)速度的大小和穩(wěn)定性較難準(zhǔn)確控制。而且在回轉(zhuǎn)速度變化過程中，系統(tǒng) 所需的動力性不同，即要求發(fā)動機輸出的扭矩和功率也在隨著回轉(zhuǎn)速度的變化而變化，如 果發(fā)動機轉(zhuǎn)速與回轉(zhuǎn)速度不能很好的配合，就可能造成發(fā)動機熄火現(xiàn)象。這就使回轉(zhuǎn)突然 停止，對整機安全性造成很大影響，回轉(zhuǎn)過程中應(yīng)當(dāng)避免。
[0005] 液壓馬達(dá)的最大轉(zhuǎn)速即是在發(fā)動機為額定轉(zhuǎn)速，同時液壓泵在最大排量時得到 的?，F(xiàn)有控制技術(shù)中，大多只考慮通過限制液壓泵的最大排量和液壓馬達(dá)的最小排量來實 現(xiàn)最大回轉(zhuǎn)速度的限制，并沒有考慮發(fā)動機的轉(zhuǎn)速。例如把發(fā)動機的轉(zhuǎn)速取為最大轉(zhuǎn)速，作 為固定值，通過限制液壓泵的最大排量來實現(xiàn)限制液壓馬達(dá)最大轉(zhuǎn)速，即限制回轉(zhuǎn)機構(gòu)以 最大回轉(zhuǎn)速度回轉(zhuǎn)的目的。然而在工作中，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速是可以變化的，并非一直在最大轉(zhuǎn) 速，這樣就使得在實際工作中最大回轉(zhuǎn)速度也受到發(fā)動機轉(zhuǎn)速的影響。即發(fā)動機如果不在 最大轉(zhuǎn)速，比如發(fā)動機在怠速情況下，此時最大回轉(zhuǎn)速度受到了進(jìn)一步的限制，即使液壓泵 達(dá)到最大排量，最大回轉(zhuǎn)速度也不能達(dá)到設(shè)定的最大值。這就進(jìn)一步增加了通過手柄控制 液壓泵排量的難度，同時增大了液壓泵的死區(qū)，使得操縱性大大降低。
[0006] 綜上，現(xiàn)有技術(shù)對回轉(zhuǎn)速度的限制沒有考慮發(fā)動機轉(zhuǎn)速的影響，使得控制不精準(zhǔn)， 并且操作性差，回轉(zhuǎn)的啟動性能差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于起重機液壓回 轉(zhuǎn)系統(tǒng)的回轉(zhuǎn)速度控制方法。
[0008] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種用于起重機液壓回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的回轉(zhuǎn)速度控制裝置。
[0009] 本發(fā)明的第三個目的，在于提供一種具有本發(fā)明回轉(zhuǎn)速度控制裝置的起重機。 [0010] 本發(fā)明的目的由以下的技術(shù)方案實現(xiàn)： toon] 一種回轉(zhuǎn)速度控制方法，用于起重機的液壓回轉(zhuǎn)系統(tǒng)，所述液壓回轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括發(fā) 動機、液壓泵和液壓馬達(dá)，所述控制方法包括：
[0012] 采集發(fā)動機轉(zhuǎn)速、液壓泵排量和液壓馬達(dá)排量；
[0013] 計算所述液壓回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的最大流量，并根據(jù)所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速，計算所述液壓泵對 應(yīng)該發(fā)動機轉(zhuǎn)速的最大排量；
[0014] 根據(jù)所述最大排量，通過調(diào)整控制手柄的輸出電流的大小，控制所述液壓泵排量 和所述液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速，以使所述回轉(zhuǎn)速度不大于所述液壓回轉(zhuǎn)系統(tǒng)所處工況下的最大回轉(zhuǎn) 速度。
[0015] 一種回轉(zhuǎn)速度控制裝置，用于起重機的液壓回轉(zhuǎn)系統(tǒng)，所述液壓回轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括發(fā) 動機、液壓泵和液壓馬達(dá)，其特征在于，所述控制裝置包括：
[0016] 采集模塊，用于采集發(fā)動機轉(zhuǎn)速、液壓泵排量和液壓馬達(dá)排量；
[0017] 計算模塊，根據(jù)所述液壓泵排量和液壓馬達(dá)排量，計算所述液壓回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的最大 流量，并根據(jù)所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速，計算所述液壓泵對應(yīng)所述發(fā)動機轉(zhuǎn)速的最大排量；
[0018] 控制模塊，根據(jù)所述最大排量，通過調(diào)整控制手柄的輸出電流的大小，控制所述液 壓泵排量和所述液壓馬達(dá)排量，以使所述回轉(zhuǎn)速度不大于所述液壓回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的所處工況下 的最大回轉(zhuǎn)速度。
[0019] 本發(fā)明的起重機，具有本發(fā)明的回轉(zhuǎn)速度控制裝置。
[0020] 本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明提出的一種回轉(zhuǎn)速度控制方法，綜合考慮發(fā)動機 轉(zhuǎn)速、液壓泵排量、液壓馬達(dá)排量對回轉(zhuǎn)速度控制的影響，明顯得提高了回轉(zhuǎn)控制的操作 性，避免了因發(fā)動機轉(zhuǎn)速和工況的不同而導(dǎo)致的回轉(zhuǎn)機構(gòu)啟動性和操作性的明顯差異。根 據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速的變化實時匹配控制手柄所控制的液壓泵和液壓馬達(dá)的輸出電流的大小，從 而限制發(fā)動機在不同轉(zhuǎn)速下的液壓泵最大排量和液壓馬達(dá)最小排量。使得控制手柄的操控 感更佳，并有效地避免了發(fā)動機低轉(zhuǎn)速時手柄控制死區(qū)較大的缺點。通過調(diào)整發(fā)動機扭矩， 可自動控制發(fā)動機轉(zhuǎn)速，以防止發(fā)動機熄火以及回轉(zhuǎn)突然停止，增強起重機安全性。
【附圖說明】
[0021] 對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，通過閱讀下面對示于各附圖中的一示例實施例的詳細(xì) 描述，本發(fā)明的上述和其它特征及優(yōu)點將變得更加明顯。
[0022] 圖1為本發(fā)明實施例的起重機的液壓回轉(zhuǎn)系統(tǒng)示意圖。
[0023] 圖2和圖3為本發(fā)明實施例的回轉(zhuǎn)速度控制方法的流程圖。
[0024] 圖4為本發(fā)明實施例的回轉(zhuǎn)速度控制裝置的示意圖。
【具體實施方式】
[0025] 現(xiàn)在將參考附圖更全面地描述實施方式。然而，實施方式能夠以多種形式實施，且 不應(yīng)被理解為限于在此闡述的實施方式；相反，提供這些實施方式使得本發(fā)明將全面和完 整，并將實施方式的構(gòu)思全面地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。在圖中相同的附圖標(biāo)記表示相 同或類似的部分，因而可省略它們的重復(fù)描述。
[0026] 此外，所描述的特征、結(jié)構(gòu)或特性可以以任何合適的方式結(jié)合在一個或更多實施 例中。
[0027] 本發(fā)明實施例的起重機回轉(zhuǎn)速度的控制方法，用于本發(fā)明實施例的起重機的液壓 回轉(zhuǎn)系統(tǒng)，該液壓回轉(zhuǎn)系統(tǒng)可為圖1所示，圖1為閉式液壓回轉(zhuǎn)系統(tǒng)的示意圖，包括發(fā)動機 1、液壓泵（也可簡稱回轉(zhuǎn)泵）2和液壓馬達(dá)3。其中，液壓泵2優(yōu)選的是電控液壓變量泵，液 壓馬達(dá)3則為液壓定量馬達(dá)。其中，液壓泵2由發(fā)動機1驅(qū)動，液壓泵2的轉(zhuǎn)速與發(fā)動機1 的轉(zhuǎn)速相同，液壓馬達(dá)3的轉(zhuǎn)速即為回轉(zhuǎn)速度的控制對象。其中，起重機回轉(zhuǎn)機構(gòu)的回轉(zhuǎn)速 度取決于液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，兩者之間存在固定的機械傳動比。
[0028] 因此，可基于以下的公式1，計算液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，并對液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制。
[0029]
(公式 1)
[0030] 其中，化表示馬達(dá)轉(zhuǎn)速，Q表示系統(tǒng)排量，V表示馬達(dá)排量，n e為發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，Vp為液壓泵的排量；n v為容積效率，一般為已知。
[0031] 下面具體介紹本發(fā)明實施例的回轉(zhuǎn)速度控制方法。
[0032] 本發(fā)明實施例的回轉(zhuǎn)速度控制方法，首先是進(jìn)行工況選擇，因為不同的工況下，對 應(yīng)不同的最大回轉(zhuǎn)速度。因此，在進(jìn)行工況切換時，由操作者通過按鍵選擇工況，液壓回轉(zhuǎn) 系統(tǒng)的控制器接收按鍵結(jié)果，自動為所選擇的工況匹配最大回轉(zhuǎn)速度。
[0033] 于此同時，液壓回轉(zhuǎn)系統(tǒng)會實時采集發(fā)動機轉(zhuǎn)速、液壓泵排量和液壓馬達(dá)排量等 數(shù)據(jù)，傳送給控制器，然后控制器通過計算，來最終確定控制手柄的最大輸出電流，進(jìn)而控 制液壓泵達(dá)到最大排量，同時使回轉(zhuǎn)機構(gòu)達(dá)到最大回轉(zhuǎn)速度。
[0034] 上述的計算過程包括兩步，一是計算系統(tǒng)最大流量，二是計算液壓泵的最大排量。 其中，系統(tǒng)的最大流量，與液壓泵輸出的最大流量一致，而液壓泵的輸出流量，等于液壓泵 的排量乘以液壓泵的轉(zhuǎn)速，因此可以在發(fā)動機的轉(zhuǎn)速變化，導(dǎo)致液壓泵的轉(zhuǎn)速變化時，通過 調(diào)整液壓泵的排量，使得液壓泵輸出的流量保持不變。因此，可以根據(jù)系統(tǒng)最大流量，再根 據(jù)發(fā)動機的實時轉(zhuǎn)速，來計算液壓泵的最大排量。而液壓泵的排量與控制手柄的輸出電流 是一一對應(yīng)關(guān)系，也即不同電流大小，對應(yīng)液壓泵的不同的排量大小，最大輸出電流對應(yīng)最 大排量。因此，在液壓泵的最大排量確定后，控制器使得控制手柄的輸出電流大小