一種重型長(zhǎng)桿起重機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開(kāi)了一種重型長(zhǎng)桿起重機(jī)構(gòu)，具體涉及一種重型長(zhǎng)桿起重機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在重型長(zhǎng)桿機(jī)構(gòu)工作于鉛垂平面內(nèi)往復(fù)式起重回轉(zhuǎn)時(shí)，要求其能根據(jù)指令快速精確定位至工作范圍內(nèi)的任意角度。對(duì)于類(lèi)似機(jī)構(gòu)的起重方法一般采用液壓伺服系統(tǒng)，它具有響應(yīng)速度快，抗干擾能力強(qiáng)、低速平穩(wěn)性好、過(guò)載容易保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。重型長(zhǎng)桿的起重方法首先考慮對(duì)系統(tǒng)的不平衡力矩進(jìn)行平衡，平衡方法可以分為外部施加平衡力方法及依賴驅(qū)動(dòng)源的平衡方法。外部施加平衡力的方法主要為配重平衡及平衡機(jī)平衡，但該方法增加了機(jī)械結(jié)構(gòu)，難以實(shí)現(xiàn)輕量化要求。張利平的《三腔復(fù)合液壓缸在液壓系統(tǒng)中的新應(yīng)用》中公開(kāi)了一種三腔復(fù)合液壓缸，簡(jiǎn)要介紹三腔復(fù)合缸的基本結(jié)構(gòu)型式，并對(duì)近年來(lái)在液壓系統(tǒng)中的幾種新應(yīng)用作一綜述。其三腔復(fù)合液壓缸進(jìn)行精密位置調(diào)節(jié)是采用蓄能器液壓系統(tǒng)，可間接平衡腔內(nèi)壓力。但蓄能器對(duì)較大負(fù)載機(jī)構(gòu)并不完全適用，不能完全抵消系統(tǒng)存在的非平衡力矩?，F(xiàn)行利用液壓系統(tǒng)起重技術(shù)中一般使用單作用活塞缸，然而這種方法對(duì)于大負(fù)載機(jī)構(gòu)難以進(jìn)行精確定位，更由于非線性特征突出容易引發(fā)伺服系統(tǒng)的失穩(wěn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種重型起重機(jī)構(gòu)的液壓系統(tǒng)及控制方法。
[0004]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為:一種重型長(zhǎng)桿起重機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)，包括雙聯(lián)定量葉片泵、第一直通式單向閥、第一倒裝板式濾油器、先導(dǎo)式溢流閥、疊加式壓力補(bǔ)償器、比例伺服閥、雙向液壓鎖、雙調(diào)速閥、第二直通式單向閥、第二倒裝板式濾油器、直動(dòng)式溢流閥、比例減壓閥、三位四通O型中位機(jī)能電磁換向閥、疊加式單向節(jié)流閥、油箱、三腔動(dòng)力液壓缸、重型長(zhǎng)桿機(jī)構(gòu)；
所述雙聯(lián)定量葉片泵包括大泵和小泵，其中大泵通過(guò)第一直通式單向閥與第一倒裝板式濾油器相連，將抽取的液壓油傳輸給第一倒裝板式濾油器，第一倒裝板式濾油器的出油口與先導(dǎo)式溢流閥的入油口相連，先導(dǎo)式溢流閥的出油口通過(guò)管路伸入到油箱中，第一倒裝板式濾油器的出油口同時(shí)與疊加式壓力補(bǔ)償器的進(jìn)油口相連，疊加式壓力補(bǔ)償器的出油口與比例伺服閥的入油口 P相連，比例伺服閥的出油口 t通過(guò)管路伸入到油箱中，比例伺服閥的第一油口 a與雙向液壓鎖中的第一液控單向閥的入油口相連，第一液控單向閥的出油口通過(guò)管路與雙調(diào)速閥的第一單向節(jié)流閥的入油口相連，第一單向節(jié)流閥的出油口通過(guò)管路與三腔動(dòng)力液壓缸的A腔相連；
比例伺服閥的第二油口 b與雙向液壓鎖中的第二液控單向閥的入油口相連，第二液控單向閥的出油口通過(guò)管路與雙調(diào)速閥的第二單向節(jié)流閥的入油口相連，第二單向節(jié)流閥的出油口通過(guò)管路與三腔動(dòng)力液壓缸的B腔相連；
雙聯(lián)定量葉片泵中的小泵通過(guò)第二直通式單向閥與第二倒裝板式濾油器入油口相連，將抽取的液壓油傳輸給第二倒裝板式濾油器，第二倒裝板式濾油器的出油口與直動(dòng)式溢流閥的入油口相連，直動(dòng)式溢流閥的出油口通過(guò)管路伸入到油箱中，第二倒裝板式濾油器的出油口同時(shí)與比例減壓閥的入油口相連，比例減壓閥的出油口與三位四通O型中位機(jī)能電磁換向閥的第一油口 f相連，液壓油通過(guò)第一油口 f流過(guò)第二油口 h再流入疊加式單向節(jié)流閥的入油口，疊加式單向節(jié)流閥的出油口通過(guò)管路與三腔動(dòng)力液壓缸的C腔相連。
[0005]一種基于上述重型長(zhǎng)桿起重機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)的控制方法，具體為:
重型長(zhǎng)桿起重機(jī)構(gòu)升起時(shí)，比例伺服閥的電磁換向YVl得電與三位四通O型中位機(jī)能電磁換向閥的電磁換向YV4得電，小泵從油箱中吸取液壓油，液壓油通過(guò)第二直通式單向閥、第二倒裝板式濾油器和比例減壓閥后進(jìn)入三位四通O型中位機(jī)能電磁換向閥的油口 f，液壓油從油口 f流入油口 h，之后通過(guò)疊加式單向節(jié)流閥流到三腔動(dòng)力液壓缸的第三油口 c進(jìn)入C腔，三位四通O型中位機(jī)能電磁換向閥保持電磁換向YV4得電，通過(guò)調(diào)節(jié)比例減壓閥的開(kāi)口度大小控制C腔壓力；與此同時(shí)，A腔的體積變大即A腔內(nèi)壓力變小，大泵通過(guò)吸油濾油器吸入液壓油，液壓油通過(guò)第一直通式單向閥、第一倒裝板式濾油器和疊加式壓力補(bǔ)償器后進(jìn)入比例伺服閥的入油口 P，液壓油從入油口 P流入油口 a，之后通過(guò)第一液控單向閥8-1、第一單向節(jié)流閥后流到三腔動(dòng)力液壓缸18的第一油口 m進(jìn)入A腔洫腔進(jìn)油的同時(shí)，液壓油從三腔液壓缸的B腔通過(guò)管路流入第二單向節(jié)流閥，之后通過(guò)第二液控單向閥流入到比例伺服閥的油口 b，接著通過(guò)比例伺服閥的出油口 t流入油箱。此重型長(zhǎng)桿起重機(jī)構(gòu)升起過(guò)程中，通過(guò)重型長(zhǎng)桿起重機(jī)構(gòu)升起角度的信息反饋調(diào)節(jié)比例減壓閥出口壓力來(lái)控制C腔壓力大小，調(diào)節(jié)比例伺服閥進(jìn)出油口大小控制A腔與B腔壓力大小，從而達(dá)到重型長(zhǎng)桿起重機(jī)構(gòu)升起角度的精密控制；
重型長(zhǎng)桿起重機(jī)構(gòu)下落時(shí)，比例伺服閥的電磁換向YV2得電與三位四通O型中位機(jī)能電磁換向閥的電磁換向YV3，液壓油從三腔液壓缸的C腔通過(guò)管路流入疊加式單向節(jié)流閥，之后流入到三位四通O型中位機(jī)能電磁換向閥的油口 h，液壓油從油口 h流入油口 e通過(guò)管路流入油箱；與此同時(shí)，A腔體積變小，液壓油從三腔液壓缸的A腔通過(guò)管路流入第一單向節(jié)流閥，之后通過(guò)第一液控單向閥流入到比例伺服閥的油口 a，液壓油從比例伺服閥的油口 a流入出油口 t在通過(guò)管路流回油箱中；與此同時(shí)，B腔的體積變大，液壓油通過(guò)第一直通式單向閥、第一倒裝板式濾油器和疊加式壓力補(bǔ)償器后進(jìn)入比例伺服閥的入油口 P，當(dāng)比例伺服閥的電磁換向YV2得電時(shí)，液壓油從入油口 P流入油口 b，之后通過(guò)第二液控單向閥、第二單向節(jié)流閥后流到三腔動(dòng)力液壓缸的第二油口 η進(jìn)入B腔。
[0006]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)為:1)本發(fā)明的系統(tǒng)由于未采用質(zhì)量塊、平衡機(jī)等進(jìn)行平衡，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)輕量化要求；2)本發(fā)明通過(guò)控制三腔動(dòng)力液壓缸各腔的進(jìn)出油量，實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)對(duì)重型長(zhǎng)桿機(jī)構(gòu)的精密位置控制；3)本發(fā)明利用平衡腔主動(dòng)平衡的方法能夠?qū)ν獠繑_動(dòng)實(shí)時(shí)自適應(yīng)補(bǔ)償，有利于保持伺服系統(tǒng)的穩(wěn)定性；
4)本發(fā)明通過(guò)比例伺服閥對(duì)上下兩腔進(jìn)行控制，性能超過(guò)普通伺服閥，提升系統(tǒng)整體性能；
5)本發(fā)明在兩個(gè)回路中分別加入了壓力補(bǔ)償器及比例減壓閥，滿足系統(tǒng)對(duì)力和力矩方面的要求，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)提供必要的安全保護(hù)功能，避免系統(tǒng)超出安全壓力限度而受到損壞。
[0007]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為本發(fā)明的重型長(zhǎng)桿起重機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)原理圖。
[0009]圖2為三腔動(dòng)力液壓缸簡(jiǎn)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]結(jié)合圖1，本發(fā)明的一種重型長(zhǎng)桿起重機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)，包括雙聯(lián)定量葉片泵1、第一直通式單向閥2、第一倒裝板式濾油器3、先導(dǎo)式溢流閥4、疊加式壓力補(bǔ)償器6、比例伺服閥7、雙向液壓鎖8、雙調(diào)速閥9、第二直通式單向閥10、第二倒裝板式濾油器11、直動(dòng)式溢流閥12、比例減壓閥14、三位四通O型中位機(jī)能電磁換向閥16、疊加式單向節(jié)流閥17、油箱21、三腔動(dòng)力液壓缸18、重型長(zhǎng)桿機(jī)構(gòu)19 ；
所述雙聯(lián)定量葉片泵I包括大泵1-1和小泵1-2，其中大泵1-1通過(guò)第一直通式單向閥2與第一倒裝板式濾油器3相連，將抽取的液壓油傳輸給第一倒裝板式濾油器3，第一倒裝板式濾油器3的出油口與先導(dǎo)式溢流閥4的入油口相連，先導(dǎo)式溢流閥4的出油口通過(guò)管路伸入到油箱21中，第一倒裝板式濾油器3的出油口同時(shí)與疊加式壓力補(bǔ)償器6的進(jìn)油口相連，疊加式壓力補(bǔ)償器6的出油口與比例伺服閥7的入油口 P相連，比例伺服閥7的出油口 t通過(guò)管路伸入到油箱21中，比例伺服閥7的第一油口 a與雙向液壓鎖8中的第一液控單向閥8-1的入油口相連，第一液控單向閥8-1的出油口通過(guò)管路與雙調(diào)速閥9的第一單向節(jié)流閥9-1的入油口相連，第一單向節(jié)流閥9-1的出油口通過(guò)管路與三腔動(dòng)力液壓缸18的A腔相連；
比例伺服閥7的第二油口 b與雙向液壓鎖8中的第二液控單向閥8-2的入油口相連，第二液控單向閥8-2的出油口通過(guò)管路與雙調(diào)速閥9的第二單向節(jié)流閥9-2的入油口相連，第二單向節(jié)流閥9-2的出油口通過(guò)管路與三腔動(dòng)力液壓缸18的B腔相連；
雙聯(lián)定量葉片泵I中的小泵1-2通過(guò)第二直通式單向閥10與第二倒裝板式濾油器11入油口相連，將抽取的液壓油傳輸給第二倒裝板式濾油器11，第二倒裝板式濾油器11的出油口與直動(dòng)式溢流閥12的入油口相連，直動(dòng)式溢流閥12的出油口通過(guò)管路伸入到油箱21中，第二倒裝板式濾油器11的出油口同時(shí)與比例減壓閥14的入油口相連，比例減壓閥14的出油口與三位四通O型中位機(jī)能電磁換向閥16的第一油口 f相連，液壓油通過(guò)第一油口f流過(guò)第二油口 h再流入疊加式單向節(jié)流閥17的入油口，疊加式單向節(jié)流閥17的出油口通過(guò)管路與三腔動(dòng)力液壓缸18的C腔相連。
[0011]本發(fā)明的重型長(zhǎng)桿起重機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)還包括第一耐震壓力表5，該第一耐震壓力表5通過(guò)開(kāi)關(guān)與第一倒裝板式濾油器3的出油口相連。
[0012]本發(fā)明的重型長(zhǎng)桿起重機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)還包括第二耐震壓力表13，該第二耐震壓力表13通過(guò)開(kāi)關(guān)與第二倒裝板式濾油器11的出油口相連。
[0013]本發(fā)明的重型長(zhǎng)桿起重機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)還包括第三