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CN110526140B - 轮胎吊辅助系统及控制方法 - Google Patents

轮胎吊辅助系统及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公布一种轮胎吊辅助系统及控制方法。包括单缸插销控制阀、副臂变幅油缸、操纵室变幅油缸和空调马达；恒压泵连接二位二通阀，恒压泵出油口连接第一优先阀；第一优先阀分别连接单缸插销控制阀和第二优先阀；第二优先阀分别连接电比例三位四通阀Ⅱ和第三优先阀；第三优先阀分别连接电比例三位四通阀Ⅲ和电比例二位二通阀Ⅳ；电比例二位二通阀Ⅳ连接空调马达。本发明对各辅助动作设置不同的优先级，不仅可以同时控制其中的几个动作，还可以使流量优先供应优先级高的系统。其有益效果是：能较好的实现流量优先分配，从而实现多动作的复合；实现副臂变幅、操纵室变幅、空调等动作的自动调速；提升了系统响应性，避免了多余流量的浪费情况。

Description

轮胎吊辅助系统及控制方法
技术领域
本发明涉及液压驱动系统技术领域，具体是一种轮胎吊辅助系统及控制方法。
背景技术
随着轮胎吊吨位的增加，执行动作也越来越多，因此液压系统也越来越复杂。轮胎吊液压系统主要分成了主动作系统及辅助动作系统。主动作系统由于其工作频率高、负载大，因此设计多个泵来驱动，如回转、伸缩、变幅、卷扬等动作；而辅助动作系统由于其工作频率相对较低，因此尽可能的用较少的泵来驱动。由于辅助动作如伸缩油缸的单缸插销系统、副臂变幅系统、操纵室变幅系统、空调系统等负载压力、流量相差较小，考虑到成本及系统复杂程度的因素，可共用一个泵进行驱动。
现有轮胎吊辅助液压系统按功能和流量等级主要分为伸缩油缸的单缸插销系统、副臂变幅系统、操纵室变幅系统、空调系统等。其中最普遍采用的是如图1所示的辅助液压系统，其不具备复合动作的能力。如果单缸插销控制阀动作时，二位四通阀18得电，定量泵19输出的油液，通过二位四通阀18进入单缸插销控制阀，副臂变幅、操纵室变幅、空调等系统无法运行；同样，副臂变幅系统动作时，操纵室变幅、空调等系统无法运行；操纵室变幅系统动作时，空调系统无法运行。
所以，现有的轮胎吊辅助液压系统存在如下缺点：
（1）多个回路共用动力源，不能实现多动作的复合；
（2）副臂变幅、操纵室变幅、空调等动作，只能以恒定的速度运动，无法调速；
（3）不管系统所需的流量大小，定量泵一直以恒定的流量输出，导致系统能量的浪费。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种轮胎吊辅助系统及控制方法。
本发明通过以下技术方案实现：一种轮胎吊辅助系统，包括单缸插销控制阀、副臂变幅油缸、操纵室变幅油缸和空调马达；
恒压泵连接有二位二通阀，恒压泵出油口连接有第一优先阀；
所述第一优先阀分别连接所述单缸插销控制阀，和一个第二优先阀；
所述第二优先阀分别连接有电比例三位四通阀Ⅱ和第三优先阀；
所述电比例三位四通阀Ⅱ与第二优先阀控制端之间连接有梭阀Ⅱ；电比例三位四通阀Ⅱ连接副臂变幅油缸的有杆腔和无杆腔；电比例三位四通阀Ⅱ至副臂变幅油缸无杆腔的油路上安装有顺序阀Ⅱ，顺序阀Ⅱ并联连接有单向阀Ⅱ；
所述第三优先阀分别连接有电比例三位四通阀Ⅲ和电比例二位二通阀Ⅳ；
所述电比例三位四通阀Ⅲ与第三优先阀控制端之间连接有梭阀Ⅲ；电比例三位四通阀Ⅲ连接操纵室变幅油缸的有杆腔和无杆腔；电比例三位四通阀Ⅲ至操纵室变幅油缸无杆腔的油路上安装有顺序阀Ⅲ，顺序阀Ⅲ并联连接有单向阀Ⅲ；
所述电比例二位二通阀Ⅳ连接所述空调马达。
优选的：所述电比例二位二通阀Ⅳ进油口端连接有溢流阀。
一种轮胎吊辅助系统的控制方法，
通过第一优先阀保证单缸插销控制阀达到最大所需的流量；
通过车载控制器进行成比例的减小电比例三位四通阀Ⅱ、电比例三位四通阀Ⅲ、电比例二位二通阀Ⅳ的控制电流，适应恒压泵的最大排量。
优选的：吊臂长度传感器、吊臂角度传感器、主臂变幅缸压力传感器和风速传感器将检测数据传输至力矩限制器系统，力矩限制器系统检测数据传输至车载控制器；副臂变幅控制旋钮将控制信号传输至车载控制器；车载控制器根据发动机转速、力矩限制器系统传输的检测数据，和副臂变幅控制旋钮传输的控制信号，给定电比例三位四通阀Ⅱ控制电流。
优选的：操纵室变幅控制旋钮将控制信号传输至车载控制器；车载控制器根据发动机转速、操纵室变幅控制旋钮传输的控制信号，给定电比例三位四通阀Ⅲ控制电流。
优选的：将空调系统的空调风速、设定温度的数据传输至车载控制器；车载控制器根据发动机转速、空调系统的传输的数据，给定电比例二位二通阀Ⅳ控制电流。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1，多个回路共用动力源，能较好的实现流量优先分配，从而实现多动作的复合；
2，车载控制器可以根据主臂长度、主臂角度、风速等工况来控制各动作最大运行速度，实现副臂变幅、操纵室变幅、空调等动作的自动调速；
3，采用恒压系统，提升了系统响应性，避免了多余流量的浪费情况。
附图说明
图1是现有的一种轮胎吊辅助液压系统；
图2是本发明实施例一轮胎吊辅助系统的液压原理图；
图3是本发明实施例二轮胎吊辅助系统的控制方法的控制逻辑图；
图中：1—恒压泵；2—二位二通阀；3—第一优先阀；4-电比例三位四通阀Ⅱ；5-梭阀Ⅱ；6-单向阀Ⅱ；7-顺序阀Ⅱ；8副臂变幅油缸；9-操纵室变幅油缸；10-空调马达；11-电比例二位二通阀Ⅳ；12-第二优先阀；13-第三优先阀；14-电比例三位四通阀Ⅲ；15-梭阀Ⅲ；16-单向阀Ⅲ；17-顺序阀Ⅲ；18-二位四通阀；19-定量泵。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，现结合附图对本发明做进一步说明。
实施例一
结合图2所示，一种轮胎吊辅助系统，
恒压泵1连接二位二通阀2，恒压泵1出油口连接第一优先阀3；
第一优先阀3分别连接单缸插销控制阀和一个第二优先阀12；
第二优先阀12分别连接电比例三位四通阀Ⅱ4和第三优先阀13；
电比例三位四通阀Ⅱ4连接副臂变幅油缸8的有杆腔和无杆腔，用于控制动作的运行速度大小；电比例三位四通阀Ⅱ4与第二优先阀12控制端之间连接梭阀Ⅱ5，通过梭阀Ⅱ5反馈至第二优先阀12的弹簧腔，对第二优先阀12进行流量调节；电比例三位四通阀Ⅱ4至副臂变幅油缸8无杆腔的油路上安装顺序阀Ⅱ7，顺序阀Ⅱ7并联连接单向阀Ⅱ6；
第三优先阀13分别连接电比例三位四通阀Ⅲ14和电比例二位二通阀Ⅳ11；
电比例三位四通阀Ⅲ14连接操纵室变幅油缸9的有杆腔和无杆腔，用于控制动作的运行速度大小；电比例三位四通阀Ⅲ14与第三优先阀13控制端之间连接梭阀Ⅲ15，通过梭阀Ⅲ15反馈至第三优先阀13的弹簧腔，对第三优先阀13进行流量调节；电比例三位四通阀Ⅲ14至操纵室变幅油缸9无杆腔的油路上安装顺序阀Ⅲ17，顺序阀Ⅲ17并联连接单向阀Ⅲ16；
电比例二位二通阀Ⅳ11连接空调马达10，电比例二位二通阀Ⅳ11进油口端连接有溢流阀。
本实施例针对轮胎吊工况，对各辅助动作设置不同的优先级。在轮胎吊辅助系统中，伸缩油缸单缸插销系统的优先级最高、副臂变幅系统其次、操纵室变幅系统及空调系统最低。本实施例不仅可以同时控制其中的几个动作，还可以使流量优先供应优先级高的系统。
工作原理：
各辅助系统不动作时，所有电磁阀均不得电，恒压泵1以极小的压力输出，并且流量几乎为零；
如果各系统动作所需的流量较小时，恒压泵1以较小的排量输出油液进行自适应；如果系统所需的流量增加，恒压泵则增加排量。
单缸插销控制、副臂变幅、操纵室变幅、空调等系统同时动作时：
二位二通阀2得电，恒压泵1输出的油液经过第一优先阀3的P1、A1口，首先满足单缸插销控制系统；多余的油液再通过第一优先阀3的B1、第二优先阀12的P2、A2口分配至电比例三位四通阀Ⅱ4，从而油液进入副臂变幅系统；如果再有多余的油液，则通过第二优先阀12的B2、第三优先阀13的P3、A3口、电比例三位四通阀Ⅲ14分配至操纵室变幅系统；油液最后经过第三优先阀13的B3口分配至空调马达。
各系统的动作介绍如下：
（1）副臂变幅系统动作：
副臂变幅起时，电比例三位四通阀Ⅱ4的Y2a得电，油液通过第二优先阀12的A2、电比例三位四通阀Ⅱ4左位、单向阀Ⅱ6进入副臂变幅油缸8的大腔，小腔油液经过电比例三位四通阀Ⅱ4流回油箱，同时电比例三位四通阀Ⅱ4出口的油液压力通过梭阀Ⅱ5反馈至第二优先阀12的弹簧腔进行流量大小分配控制；
副臂变幅落时，电比例三位四通阀Ⅱ4的Y2b得电，油液通过第二优先阀12的A2、电比例三位四通阀Ⅱ4右位进入副臂变幅油缸8的小腔同时打开顺序阀Ⅱ7，副臂变幅缸的大腔油液经过顺序阀Ⅱ7、电比例三位四通阀Ⅱ4流回至油箱，电比例三位四通阀Ⅱ4出口的油液压力通过梭阀Ⅱ5反馈至第二优先阀12的弹簧腔进行流量大小分配控制；
通过控制Y2a、Y2b电流的大小，来控制电比例三位四通阀Ⅱ4开口的大小，从而控制进入副臂变幅油缸8的流量来控制副臂变幅油缸8的运动速度；
（2）操纵室变幅系统动作：
油液经过第三优先阀的A3口进入该系统，其变幅起落动作形式与副臂变幅系统相似，不再赘述；
（3）空调系统动作：
电比例二位二通阀Ⅳ11的Y4得电，油液经过第三优先阀的B3口、电比例二位二通阀Ⅳ11进入空调马达10，通过控制Y4电流的大小，来控制电比例二位二通阀Ⅳ11开口的大小，从而控制进入空调马达10的流量来控制马达的运动速度。
实施例二
在上述实施例一的基础上，结合图3所示，一种轮胎吊辅助系统的控制方法，
如果操作者在实际使用时把控制速度的操作旋钮都达到较大位置，则，
通过第一优先阀3保证单缸插销控制阀达到最大所需的流量；
通过车载控制器进行成比例的减小电比例三位四通阀Ⅱ4、电比例三位四通阀Ⅲ14、电比例二位二通阀Ⅳ11的控制电流，适应恒压泵1的最大排量。
车载控制器的具体控制步骤，结合图3所示，
1，吊臂长度传感器、吊臂角度传感器、主臂变幅缸压力传感器和风速传感器将检测数据传输至力矩限制器系统，力矩限制器系统检测数据传输至车载控制器；副臂变幅控制旋钮将控制信号传输至车载控制器；车载控制器根据发动机转速、力矩限制器系统传输的检测数据，和副臂变幅控制旋钮传输的控制信号，给定电比例三位四通阀Ⅱ4控制电流；
2，操纵室变幅控制旋钮将控制信号传输至车载控制器；车载控制器根据发动机转速、操纵室变幅控制旋钮传输的控制信号，给定电比例三位四通阀Ⅲ14控制电流；
3，将空调系统的空调风速、设定温度的数据传输至车载控制器；车载控制器根据发动机转速、空调系统的传输的数据，给定电比例二位二通阀Ⅳ11控制电流。

Claims (1)

1.一种轮胎吊辅助系统的控制方法，其特征在于：
包括单缸插销控制阀、副臂变幅油缸（8）、操纵室变幅油缸（9）和空调马达（10）；恒压泵（1）连接有二位二通阀（2），恒压泵（1）出油口连接有第一优先阀（3）；所述第一优先阀（3）分别连接所述单缸插销控制阀，和一个第二优先阀（12）；所述第二优先阀（12）分别连接有电比例三位四通阀Ⅱ（4）和第三优先阀（13）；所述电比例三位四通阀Ⅱ（4）与第二优先阀（12）控制端之间连接有梭阀Ⅱ（5）；电比例三位四通阀Ⅱ（4）连接副臂变幅油缸（8）的有杆腔和无杆腔；电比例三位四通阀Ⅱ（4）至副臂变幅油缸（8）无杆腔的油路上安装有顺序阀Ⅱ（7），顺序阀Ⅱ（7）并联连接有单向阀Ⅱ（6）；所述第三优先阀（13）分别连接有电比例三位四通阀Ⅲ（14）和电比例二位二通阀Ⅳ（11）；所述电比例三位四通阀Ⅲ（14）与第三优先阀（13）控制端之间连接有梭阀Ⅲ（15）；电比例三位四通阀Ⅲ（14）连接操纵室变幅油缸（9）的有杆腔和无杆腔；电比例三位四通阀Ⅲ（14）至操纵室变幅油缸（9）无杆腔的油路上安装有顺序阀Ⅲ（17），顺序阀Ⅲ（17）并联连接有单向阀Ⅲ（16）；所述电比例二位二通阀Ⅳ（11）连接所述空调马达（10）；所述电比例二位二通阀Ⅳ（11）进油口端连接有溢流阀；
步骤如下：
通过第一优先阀（3）保证单缸插销控制阀达到最大所需的流量；
通过车载控制器进行成比例的减小电比例三位四通阀Ⅱ（4）、电比例三位四通阀Ⅲ（14）、电比例二位二通阀Ⅳ（11）的控制电流，适应恒压泵（1）的最大排量；
吊臂长度传感器、吊臂角度传感器、主臂变幅缸压力传感器和风速传感器将检测数据传输至力矩限制器系统，力矩限制器系统检测数据传输至车载控制器；副臂变幅控制旋钮将控制信号传输至车载控制器；车载控制器根据发动机转速、力矩限制器系统传输的检测数据，和副臂变幅控制旋钮传输的控制信号，给定电比例三位四通阀Ⅱ（4）控制电流；
操纵室变幅控制旋钮将控制信号传输至车载控制器；车载控制器根据发动机转速、操纵室变幅控制旋钮传输的控制信号，给定电比例三位四通阀Ⅲ（14）控制电流；
将空调系统的空调风速、设定温度的数据传输至车载控制器；车载控制器根据发动机转速、空调系统的传输的数据，给定电比例二位二通阀Ⅳ（11）控制电流。
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