一种多缸同步液压系统

技术领域

本发明涉及一种多缸同步液压系统，属于液压技术领域。

背景技术

随着大型项目建设的需求，万吨米级超大型塔式起重机应用而生，超大型塔式起重机结构尺寸大、负载重量大、执行元件多，其多缸同步作业成为目前急需解决的问题，目前还没有适配的多缸同步液压系统。

发明内容

本发明提供了一种多缸同步液压系统，解决了背景技术中披露的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种多缸同步液压系统，包括电控系统和若干结构相同的液压系统；液压系统包括泵站，泵站的电控比例多路换向阀的第一工作联和第二工作联均连接有子系统；子系统包括与电控比例多路换向阀工作联连接的集成阀以及与集成阀连接的集成油缸对；电控系统通过电信号控制泵站、集成阀、以及集成油缸中的电控部件，实现集成油缸对中的单一油缸动作、或者若干集成油缸对中所有油缸的同步动作。

集成油缸包括第一电控平衡阀，第一电控平衡阀的出油口连接油缸的无杆腔油口；

集成阀包括第二电控平衡阀、第一两位三通电磁换向阀、第二两位三通电磁换向阀和三通流道；

第二电控平衡阀的进油口和三通流道的一端分别与电控比例多路换向阀工作联的两工作口连接，第二电控平衡阀的出油口连接第一两位三通电磁换向阀的进油口和第二两位三通电磁换向阀的进油口，第一两位三通电磁换向阀的出油口连接一集成油缸集的第一电控平衡阀进油口， 第二两位三通电磁换向阀的出油口连接另一集成油缸集的第一电控平衡阀进油口，一集成油缸集的有杆腔油口和另一集成油缸集的有杆腔油口分别连接三通流道的另两端。

集成油缸还包括双向截止电磁球阀，集成阀还包括单向截止电磁球阀；

双向截止电磁球阀的一端连接油缸的无杆腔油口，双向截止电磁球阀的一端连接单向截止电磁球阀的一端，单向截止电磁球阀的另一端连接同一液压系统的另一子系统的单向截止电磁球阀。

集成油缸还包括设置在油缸内用以感应活塞杆位移的位移传感器， 位移传感器连接电控系统。

泵站的电机泵组包括串联的第一主泵和第二主泵，第一主泵的出口连接电控比例多路换向阀的第一进油联进油口，第二主泵的的出口连接电控比例多路换向阀的第二进油联进油口。

电机泵组还包括与第二主泵串联的先导泵、以及先导控制阀组，先导泵连接先导控制阀组，先导控制阀组用以给所述多缸同步液压系统中先导控制部件分配供油。

先导控制阀组包括第一电磁换向阀和第二电磁换向阀，第一电磁换向阀的进油口连接先导泵的出口，第一电磁换向阀的出油口连接第二电磁换向阀的进油口，第一电磁换向阀的出油口到第二电磁换向阀的进油口之间的管路上设置有向主泵提供先导油的先导供油口、向电控比例多路换向阀提供先导油的先导供油口和向集成阀提供先导油的先导供油口，第二电磁换向阀的出油口作为向集成油缸提供先导油的先导供油口。

所述多缸同步液压系统实施于塔机，液压系统有两套；

第一套液压系统，布置在塔机前侧，泵站沿塔机起重臂正方向布置，塔机套架前侧的拐角布置集成油缸对，集成油缸对的两个集成油缸分别位于拐角的两侧；

第二套液压系统，布置在塔机后侧，泵站沿塔机起重臂反方向布置，塔机套架后侧的拐角布置集成油缸对，集成油缸对的两个集成油缸分别位于拐角的两侧。

本发明所达到的有益效果：1、本发明通过电信号控制泵站、集成阀、以及集成油缸中的电控部件，从而控制油缸中的液压油，实现集成油缸对中的单一油缸动作、或者若干集成油缸对中所有油缸的同步动作，可适用于超大型塔式起重机的多缸同步作业；2、本发明可采用泵控+阀控比例调节位移反馈闭环控制，通过电控逻辑和电比例调节实现单个油缸动作和多缸同步作业，具有高性价比；3、本发明设计有无杆腔连通回路，采用串并联组合双向、单向截止电磁球阀，实现任意集成油缸对油缸无杆腔连通、子系统油缸无杆腔连通，实现不同工况下油缸承受负载压力平衡；4、本发明在塔机对称布置，不仅便于管路布置，而且提高了同步作业时稳定性。

附图说明

图1为多缸同步液压系统分布图；

图2为液压系统的结构示意图。

实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

一种多缸同步液压系统， 包括电控系统和若干结构相同的液压系统；液压系统包括泵站S1，泵站S1的电控比例多路换向阀13的第一工作联和第二工作联均连接有子系统；子系统包括与电控比例多路换向阀13工作联连接的集成阀7以及与集成阀7连接的集成油缸对S2；电控系统通过电信号控制泵站S1、集成阀7、以及集成油缸中的电控部件，实现集成油缸对S2中的单一油缸动作、或者若干集成油缸对S2中所有油缸的同步动作。

上述多缸同步液压系统通过电信号控制泵站S1、集成阀7、以及集成油缸中的电控部件，从而控制油缸中的液压油，实现集成油缸对S2中的单一油缸动作、或者若干集成油缸对S2中所有油缸的同步动作，可适用于超大型塔式起重机的多缸同步作业。

上述多缸同步液压系统用于超大型塔式起重机时，布置如图1所示，液压系统可以有两套；第一套液压系统，布置在塔机前侧，泵站S1沿塔机起重臂正方向布置，塔机套架前侧的拐角布置集成油缸对S2，集成油缸对S2的两个集成油缸分别位于拐角的两侧；第二套液压系统，布置在塔机后侧，泵站S1沿塔机起重臂反方向布置，塔机套架后侧的拐角布置集成油缸对S2，集成油缸对S2的两个集成油缸分别位于拐角的两侧。这种对称布置结果，不仅便于管路布置，而且提高了同步作业时稳定性。

由于多缸同步液压系统为对称结构，因此下面仅对一侧的具体结构进行描述，具体如图2所示：

集成油缸对S2有两个，每个集成油缸对S2的两个集成油缸结构一致，包括油缸、第一电控平衡阀2、双向截止电磁球阀3、位移传感器、压力传感器、管路防爆阀4、节流阀5和背压阀6。

集成阀7有两个，每个集成阀7的结构一致，包括第二电控平衡阀8、第一两位三通电磁换向阀9、第二两位三通电磁换向阀10、三通流道、泄油流道、先导油流道、单向截止电磁球阀11和安全阀12；其中，三通流道的三个端口为B、B1、B2，泄油流道的两个端口为L1、L2，先导油流道的两个端口为X1、X2。

泵站S1有一个，包括电控比例多路换向阀13、电机泵组、先导控制阀组17；其中，电控比例多路换向阀13为现有的阀，电机泵组包括串联的第一主泵14、第二主泵15和先导泵16，先导控制阀组17包括第一电磁换向阀1、第二电磁换向阀18、溢流阀、蓄能器、以及测压接头。

上述各部件的连接关系可以如下：

集成油缸中，第一电控平衡阀2的出油口连接油缸的无杆腔油口，第一电控平衡阀2的先导控制泄油口L连接通过泄油流道（即L1、L2之间的流道）连接油箱，第一电控平衡阀2的先导控制进油口X通过先导油流道（即X1、X2之间的流道）连接先导控制阀组17，双向截止电磁球阀3的一端通过节流阀5连接油缸的无杆腔油口，双向截止电磁球阀3的另一端通过管路防爆阀4连接对应集成阀7的单向截止电磁球阀11的一端，位移传感器安装在油缸内，用以将感应的活塞杆位移发送给电控系统，压力传感器安装在油缸的无杆腔和有杆腔，用以将感应的无杆腔压力和有杆腔压力发送给电控系统，油缸有杆腔设置有背压阀6，背压阀6的作用是空载回收活塞杆时，使活塞杆能够在任意位置停止，防止因活塞杆和顶升横梁自重使活塞杆自动下滑。

集成阀7中，第二电控平衡阀8的先导控制进油口X3连接先导控制阀组17，第二电控平衡阀8的先导控制泄油口L3连接油箱，第二电控平衡阀8的进油口A和三通流道的B端分别与电控比例多路换向阀13工作联的两工作口连接（图中的A3和B3），第二电控平衡阀8的出油口连接第一两位三通电磁换向阀9的进油口和第二两位三通电磁换向阀10的进油口，第一两位三通电磁换向阀9的出油口（图中的A1口）连接一集成油缸集的第一电控平衡阀2进油口A4， 第二两位三通电磁换向阀10的出油口（图中的A2口）连接另一集成油缸集的第一电控平衡阀2进油口A4，三通流道的B1端和B2端分别连接一集成油缸集的有杆腔油口和另一集成油缸集的有杆腔油口，单向截止电磁球阀11的另一端连接同一液压系统的另一子系统的单向截止电磁球阀11，安全阀12的一端连接在单向截止电磁球阀11和防爆阀之间，安全阀12的另一端连接油箱。

集成阀7和集成油缸设计了无杆腔连通回路，即采用串并联组合双向、单向截止电磁球阀11，实现任意集成油缸对S2油缸无杆腔连通、子系统油缸无杆腔连通，具体是当双向截止电磁球阀3得电，可使集成油缸对S2中两个油缸无杆腔连通，使两个油缸承受负载压力平衡，当双向、单向截止电磁球阀11得电，可使液压系统中四个油缸无杆腔连通，使四个油缸承受负载压力平衡，即实现不同工况下油缸承受负载压力平衡。

泵站S1的电机泵组包括串联的第一主泵14、第二主泵15和先导泵16，第一主泵14的出口连接电控比例多路换向阀13的第一进油联进油口P1，第二主泵15的的出口连接电控比例多路换向阀13的第二进油联进油口P2，先导泵16的出口连接先导控制阀组17的进油口。

电控比例多路换向阀13为现有的阀，电控比例多路换向阀13的回油口T、换向动作先导控制泄油口L5均连接油箱，电控比例多路换向阀13的换向动作先导控制进油口X4连接先导控制阀组17。

先导控制阀组17包括第一电磁换向阀1、第二电磁换向阀18、溢流阀、蓄能器、以及测压接头，第一电磁换向阀1的进油口连接先导泵16的出口，第一电磁换向阀1的出油口连接第二电磁换向阀18的进油口，第一电磁换向阀1的出油口到第二电磁换向阀18的进油口之间的管路上设置有向主泵提供先导油的先导供油口、向电控比例多路换向阀13提供先导油的先导供油口和向集成阀7提供先导油的先导供油口，第二电磁换向阀18的出油口作为向集成油缸提供先导油的先导供油口，先导泵16与第一电磁换向阀1的管路上安装有溢流阀173、蓄能器172和测压接头171；其中，溢流阀173用以限定先导控制压力的大小，172蓄能器用以稳定先导控制压力，测压接头171用以提供压测点。

先导控制阀组17用以给所述多缸同步液压系统中先导控制部件分配供油。第一电磁换向阀1得电，先导泵16提供的先导油源进入先导控制阀组17，经过第一电磁换向阀1分别给第一主泵14、第二主泵15、电控比例多路换向阀13、集成阀7的第二电控平衡阀8的先导控制供油，第二电磁换向阀18得电，先导泵16提供的先导油源给上述第一主泵14、第二主泵15、电控比例多路换向阀13、集成阀7的第二电控平衡阀8的先导控制供油的同时，经过第二电磁换向阀18给第一电控平衡阀2先导控制供油。先导控制压力值通过调节溢流阀设定，蓄能器能够稳定先导控制压力，起到稳压作用。

电控系统为一个控制器，具体控制过程如下：

1）单缸动作；

以图中的前1油缸为例，通过电控系统使第一主泵14、电控比例多路换向阀13中的先导电比例减压阀F1、第一电磁换向阀1、第二两位三通电磁换向阀10同时得电，此时前1油缸外伸；通过电控系统使第一主泵14、电控比例多路换向阀13中的先导电比例减压阀F2、第一电磁换向阀1、第二电磁换向阀18、第一电控平衡阀2和第二电控平衡阀8同时得电，此时前1油缸回收。同理，通过电控系统控制逻辑，实现每一个油缸的单独动作，进而满足塔机单缸运行工况。

具体液压油流动过程如下：通过电控系统使第一主泵14、电控比例多路换向阀13中的先导电比例减压阀F1、第一电磁换向阀1第二两位三通电磁换向阀10同时得电，此时，第一主泵14提供液压油从P1进入，从第一工作联F1对应的换向位置流经A3、A口、A1口后进入A4，即进入第一电控平衡阀2，从而进入前1油缸无杆腔，推动前1油缸外伸，此时因第二两位三通电磁换向阀10处于得电状态，液压油经过A后通往前2油缸的油路被截止，因此前2油缸不能外伸，只有前1顶缸能够外伸。前1油缸有杆腔液压油依次经过背压阀6、B1、B，经过电控比例多路换向阀13换向位置后从T流回油箱。

2）集成油缸对S2中两个油缸同步动作；

通过电控系统使第一主泵14、电控比例多路换向阀13中的先导电比例减压阀F1、第一电磁换向阀1同时得电，此时前1、前2油缸同时外伸；通过电控系统使第一主泵14、电控比例多路换向阀13中的先导电比例减压阀F2、第一电磁换向阀1、第二电磁换向阀18、第一电控平衡阀2和第二电控平衡阀8同时得电，此时前1、前2油缸同时回收。

前1、前2顶升油缸同时动作时，集成油缸对S2中的双向截止电磁球阀3同时得电，实现前1、前2顶升油缸无杆腔连通，实现负载压力平衡。

电控系统实时检测油缸中位移传感器反馈位移数值，当两个油缸位移反馈数值大于设计允许偏差值时，电控系统控制第一两位三通电磁换向阀9或者第二两位三通电磁换向阀10得电，进行纠偏调节，实现两个油缸同步。同理，通过电控系统控制逻辑，实现每一个集成油缸对S2的两个油缸的同步动作，进而满足塔机单角双缸同步运行工况。

3）同一液压系统四缸同步动作；

通过电控系统使第一主泵14、第二主泵15、电控比例多路换向阀13中的先导电比例减压阀F1、电控比例多路换向阀13中的先导电比例减压阀F3、第一电磁换向阀1同时得电，此时前1、前2、前3、前4油缸同时外伸；通过电控系统使第一主泵14、第二主泵15、电控比例多路换向阀13中的先导电比例减压阀F2、电控比例多路换向阀13中的先导电比例减压阀F4、第一电磁换向阀1、第二电磁换向阀18、液压系统的所有电控平衡阀同时得电，此时前1、前2、前3、前4油缸同时回收。

前1、前2、前3、前4油缸同时动作时，液压系统的所有双向截止电磁球阀3同时得电，实现前1、前2、前3、前4油缸无杆腔连通，实现负载压力平衡。

电控系统实时检测位移传感器反馈位移数值，当上述四个油缸位移反馈数值之间的最大偏差值大于设计允许偏差值时，电控系统控制一个两位三通电磁换向阀得电，进行纠偏调节，实现四个油缸同步。同理，通过电控系统控制逻辑，实现单侧四个顶升油缸的同步动作，进而满足塔机单侧四缸同步运行工况。

4）两液压系统八缸同步动作；

通过电控系统使两液压系统的第一主泵14、第二主泵15、电控比例多路换向阀13中的先导电比例减压阀F1、电控比例多路换向阀13中的先导电比例减压阀F3、第一电磁换向阀1同时得电，此时前侧4缸、后侧4缸同时外伸；通过电控系统使两液压系统的第一主泵14、第二主泵15、电控比例多路换向阀13中的先导电比例减压阀F2、电控比例多路换向阀13中的先导电比例减压阀F4、第一电磁换向阀1、第二电磁换向阀18、所有电控平衡阀同时得电，此时前侧4缸、后侧4缸同时回收

前侧4缸、后侧4缸同时动作时，所有双向截止电磁球阀3和单向截止电磁球阀11同时得电，实现前侧4缸无杆腔连通，后侧4缸无杆腔连通，实现两侧各自负载压力平衡。

电控系统实时检测位移传感器反馈位移数值，当上述前侧4缸中最大移反馈数值与后侧4缸最小位移反馈数值之差大于设计允许偏差值时，电控系统控制调节相应的电子变量泵比例调节输出流量，进行纠偏调节，实现前侧4缸、后侧4缸同步动作，进而满足塔机双侧八缸同步运行工况。

上述控制采用泵控+阀控比例调节位移反馈闭环控制，通过电控逻辑和电比例调节实现单个油缸动作和多缸同步作业，具有高性价比。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。