插销式伸缩系统及起重机械 |
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| 申请号 | CN201611092571.8 | 申请日 | 2016-12-02 | 公开(公告)号 | CN106365055A | 公开(公告)日 | 2017-02-01 |
| 申请人 | 徐州重型机械有限公司; | 发明人 | 东权; 张鑫; 向小强; 仝猛; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种插销式伸缩系统及 起重机 械，其中插销式伸缩系统包括多节伸缩臂、缸销、臂销、伸缩油缸、缸销驱动油缸和臂销驱动油缸，缸销用于在缸销驱动油缸的作用下使伸缩油缸的缸杆与伸缩臂 锁 定，臂销用于在臂销驱动油缸的作用下使相邻两节伸缩臂锁定，以在伸缩油缸的缸杆伸出或缩回时带动伸缩臂伸出或缩回，缸销驱动油缸和/或臂销驱动油缸从伸缩油缸的有杆腔或无杆腔中取油。本发明中缸销驱动油缸和/或臂销驱动油缸从伸缩油缸的有杆腔或无杆腔中取油，改变了原有伸缩系统中的动 力 供给形式，取消了芯管等其他输油途径，简化了伸缩系统的设计，降低了伸缩油缸等部件的设计及制造难度，降低了成本。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种插销式伸缩系统，其特征在于，包括多节伸缩臂、缸销、臂销、伸缩油缸(1)、缸销驱动油缸(2)和臂销驱动油缸(3)，所述缸销用于在所述缸销驱动油缸(2)的作用下使所述伸缩油缸(1)的缸杆与所述伸缩臂锁定，所述臂销用于在所述臂销驱动油缸(3)的作用下使相邻两节所述伸缩臂锁定，以在所述伸缩油缸(1)的缸杆伸出或缩回时带动所述伸缩臂伸出或缩回，所述缸销驱动油缸(2)和/或所述臂销驱动油缸(3)从所述伸缩油缸(1)的有杆腔或无杆腔中取油。 |
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| 说明书全文 | 插销式伸缩系统及起重机械技术领域背景技术[0002] 对于起重机、消防车等涉及臂架伸缩工况的工程机械来说，臂架(仅针对于具有三节臂以上产品)伸缩的基本实现手段主要有两种：绳排式和单缸插销式，其中单缸插销式伸 缩系统是利用伸缩油缸上布置的缸臂销切换机构来实现伸臂之间、伸臂和油缸缸筒之间的 锁止和解除，以此来实现臂架的伸缩功能。 [0003] 缸臂销动作机构的组成主要包括两个部分：臂销动作机构和缸销动作机构。臂销动作机构是驱动伸臂与伸臂之间的锁止与解除的，缸销动作机构则是实现油缸缸筒和伸臂 之间的锁止与解除的。当某节伸臂需要外伸时，要首先动作缸销，将油缸缸筒和该节伸臂锁 止，之后臂销动作将该伸臂与前一节伸臂之间锁止状态解除，此时该节伸臂就可以随伸缩 油缸进行伸臂或者缩臂动作。当伸臂到达目标位后，此时臂销首先动作，将该节伸臂与目标 臂锁止在一起，然后再动作缸销，使伸缩油缸与伸臂之间解锁。以上完成了一节伸臂的动 作。由此可见，缸臂销动作机构在单缸插销式伸缩系统中的重要作用。 [0004] 在现有技术中，对于单缸插销式伸缩系统，缸臂销动作均由油缸来驱动，而伸缩油缸在安装时通常是将活塞杆固定在基本臂尾，缸筒运动，缸臂销动作机构均是固定在缸筒 上的，这就需要考虑如何输送压力油的问题。 [0005] 单缸插销式伸缩系统用伸缩油缸的设计与普通油缸相比，不但要实现油缸大小腔的进油回油，还要给油缸缸筒上固定着的缸臂销动作机构供油，这就需要第三个油道。现有 技术中通常是在油缸的活塞杆内部放置可伸缩的芯管装置，或者采用额外的一套动力装置 满足缸臂销动作机构的动作需求，还有一种方案是采用拖链或者卷筒的方式，来满足缸臂 销动作对于油液的需求，但是这三种方案存在以下问题： [0007] 2)在伸缩油缸缸筒上放置动力源的方式：额外动力源的增加势必会增加故障风险，并且在伸臂内部检修等均不方便，空间布置上也存在一定的困难； [0008] 3)采用拖链或者卷筒的方式：将输油软管弯曲布置在拖链上或者缠绕在卷筒上，软管反复动作必然会产生磨损，影响软管的寿命。 [0009] 需要说明的是，公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公 知的现有技术。 发明内容[0010] 本发明的目的是提出一种插销式伸缩系统及起重机械，改变插销式伸缩系统的动力供给形式，降低成本，便于推广。 [0011] 为实现上述目的，本发明提供了一种插销式伸缩系统，包括多节伸缩臂、缸销、臂销、伸缩油缸、缸销驱动油缸和臂销驱动油缸，所述缸销用于在所述缸销驱动油缸的作用下 使所述伸缩油缸的缸杆与所述伸缩臂锁定，所述臂销用于在所述臂销驱动油缸的作用下使 相邻两节所述伸缩臂锁定，以在所述伸缩油缸的缸杆伸出或缩回时带动所述伸缩臂伸出或 缩回，所述缸销驱动油缸和/或所述臂销驱动油缸从所述伸缩油缸的有杆腔或无杆腔中取 油。 [0012] 进一步地，还包括压力选择装置，所述压力选择装置设置在所述伸缩油缸与所述缸销驱动油缸和/或所述臂销驱动油缸之间，所述压力选择装置用于选择所述伸缩油缸的 有杆腔和无杆腔中压力较大的腔，并将压力较大的腔中的液压油输送至所述缸销驱动油缸 和/或所述臂销驱动油缸中。 [0013] 进一步地，所述压力选择装置包括串联连接的第一单向阀和第二单向阀，所述第一单向阀的进油口与所述伸缩油缸的有杆腔连通，所述第二单向阀的进油口与所述伸缩油 缸的无杆腔连通，所述第一单向阀的出油口与所述第二单向阀的出油口以及所述缸销驱动 油缸和/或所述臂销驱动油缸的供油油路连通。 [0014] 进一步地，还包括第一换向阀，所述第一换向阀设置在所述缸销驱动油缸和所述臂销驱动油缸的供油油路上，所述第一换向阀用于对所述伸缩油缸与所述缸销驱动油缸或 所述臂销驱动油缸的连通进行切换。 [0015] 进一步地，还包括第一暂存装置，所述第一暂存装置设置在所述压力选择装置和所述第一换向阀之间，所述第一暂存装置用于在给所述缸销驱动油缸或所述臂销驱动油缸 供油之前对从所述伸缩油缸取的液压油进行储存，并在需要时向所述缸销驱动油缸或所述 臂销驱动油缸供油。 [0016] 进一步地，所述第一暂存装置为蓄能器。 [0017] 进一步地，还包括第二暂存装置，所述第二暂存装置设置在所述缸销驱动油缸和所述臂销驱动油缸的回油油路上，所述第二暂存装置用于对所述缸销驱动油缸或所述臂销 驱动油缸排出的液压油进行储存，并在液压油达到预设储存量时向外排油。 [0018] 进一步地，还包括第二换向阀，所述第二暂存装置为排油缸，所述排油缸的无杆腔内设有弹性件，以使所述排油缸的无杆腔与有杆腔之间在初始状态下具有差动容积，所述 第二换向阀用于控制所述排油缸向外排油油路的开启或关闭。 [0019] 进一步地，所述第二换向阀包括两个工作位，所述第二换向阀处于第一位时，所述排油缸的有杆腔和无杆腔相互连通，所述第二换向阀处于第二位时，所述第一暂存装置的 出油口与所述排油缸的有杆腔连通，以通过所述第一暂存装置所提供的液压油所形成的压 力将所述排油缸无杆腔中的液压油排至所述伸缩油缸内。 [0020] 进一步地，所述排油缸的向外排油油路与所述伸缩油缸的有杆腔和无杆腔之间分别设有第三单向阀和第四单向阀，所述第三单向阀的进油口和所述第四单向阀的进油口均 与所述排油缸的向外排油油路连接，所述第三单向阀的出油口与所述伸缩油缸的有杆腔连 接，所述第四单向阀的出油口与所述伸缩油缸的无杆腔连接。 [0021] 进一步地，所述第一换向阀的回油油路与所述排油缸的进油油路之间设有第五单向阀，所述第五单向阀的进油口与所述第一换向阀的回油油路连接，所述第五单向阀的出 油口与所述排油缸的进油油路连接。 [0022] 为实现上述目的，本发明还提供了一种起重机械，包括上述的插销式伸缩系统。 [0023] 基于上述技术方案，本发明中缸销驱动油缸和/或臂销驱动油缸从伸缩油缸的有杆腔或无杆腔中取油，改变了原有伸缩系统中的动力供给形式，取消了芯管等其他输油途 径，简化了伸缩系统的设计，降低了伸缩油缸等部件的设计及制造难度，降低了成本；不需 要在伸缩油缸缸筒上设置专门的动力源，增加额外的故障风险，造成检修不便；也不需要采 用拖链、卷筒等固定输送软管，不会产生磨损等问题。 附图说明 [0025] 图1为本发明插销式伸缩系统一个实施例的液压原理图。 [0026] 图中：1-伸缩油缸，2-缸销驱动油缸，3-臂销驱动油缸，4-排油缸，5-蓄能器，6-第一换向阀，7-第二换向阀，8-第一单向阀，9-第二单向阀，10-第三单向阀，11-第四单向阀， 12-第五单向阀。 具体实施方式[0027] 下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发 明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施 例，都属于本发明保护的范围。 [0028] 在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对 本发明保护范围的限制。 [0029] 如图1所示，为本发明插销式伸缩系统一个实施例的液压原理图。在该实施例中，插销式伸缩系统包括多节伸缩臂、缸销、臂销、伸缩油缸、缸销驱动油缸和臂销驱动油缸。 [0030] 其中，缸销用于在缸销驱动油缸的作用下使伸缩油缸的缸杆与伸缩臂锁定，当缸销处于插入状态时，伸缩油缸的缸杆与伸缩臂相对固定，伸缩油缸的缸杆伸出或缩回时，能 够带动伸缩臂伸出或缩回；当缸销处于拔出状态时，伸缩油缸的缸杆与伸缩臂之间的锁定 解除，伸缩油缸的缸杆的伸出或缩回无法带动伸缩臂伸出或缩回。 [0031] 臂销用于在臂销驱动油缸的作用下使相邻两节伸缩臂锁定，当臂销处于插入状态时，相邻两节伸缩臂相对固定，两节伸缩臂之间无法产生相对运动；当臂销处于拔出状态 时，相邻两节伸缩臂之间的锁定解除，其中一节伸缩臂伸出或缩回时，可以带动另一节伸缩 臂伸出或缩回。 [0032] 在该实施例中，缸销驱动油缸和/或臂销驱动油缸从伸缩油缸的有杆腔或无杆腔中取油，改变了原有伸缩系统中的动力供给形式，取消了芯管等其他输油途径，简化了伸缩 系统的设计，降低了伸缩油缸等部件的设计及制造难度，降低了成本；不需要在伸缩油缸缸 筒上设置专门的动力源，增加额外的故障风险，造成检修不便；也不需要采用拖链、卷筒等 固定输送软管，不会产生磨损等问题。 [0033] 具体地如何实现缸销驱动油缸和/或臂销驱动油缸从伸缩油缸的无杆腔或有杆腔中取油，下面将进行详细介绍。 [0034] 为方便实现取油，插销式伸缩系统可以包括压力选择装置，压力选择装置设置在伸缩油缸1与缸销驱动油缸2和/或臂销驱动油缸3之间，压力选择装置用于选择伸缩油缸1 的有杆腔和无杆腔中压力较大的腔，并将压力较大的腔中的液压油输送至缸销驱动油缸2 和/或臂销驱动油缸3中。 [0035] 当然，压力选择装置选取了压力较大的腔之后，该腔中的液压油可以直接输送至缸销驱动油缸2和/或臂销驱动油缸3中，也可以先暂时储存，然后再输送至缸销驱动油缸2 和/或臂销驱动油缸3中。 [0036] 压力选择装置可以为单向阀组，该单向阀组包括串联连接的第一单向阀8和第二单向阀9，第一单向阀8的进油口与伸缩油缸1的有杆腔连通，第二单向阀9的进油口与伸缩 油缸1的无杆腔连通，第一单向阀8的出油口与第二单向阀9的出油口以及缸销驱动油缸2 和/或臂销驱动油缸3的供油油路连通。第一单向阀8和第二单向阀9使得伸缩油缸1有杆腔 和无杆腔中的液压油可以流向缸销驱动油缸2和臂销驱动油缸3，而不能倒流。 [0037] 插销式伸缩系统中还可以包括第一换向阀6，第一换向阀6设置在缸销驱动油缸2和臂销驱动油缸3的供油油路上，第一换向阀6用于对伸缩油缸1与缸销驱动油缸2或臂销驱 动油缸3的连通进行切换。 [0038] 第一换向阀6的具体结构形式可以有多种，只要能够实现其作用即可。 [0039] 优选地，第一换向阀6可以为三位四通换向阀，第一换向阀6处于中位时，油路处于截止状态，缸销驱动油缸2和臂销驱动油缸3不供油；第一换向阀6处于左位时，伸缩油缸1中 的液压油可以输送至缸销驱动油缸2的无杆腔中，缸销驱动油缸2的缸杆伸出，驱动缸销拔 出，而此时臂销驱动油缸3无杆腔中的液压油通过回油油路排出，臂销驱动油缸3的缸杆缩 回，带动臂销插入，完成拔缸销和插臂销动作；第一换向阀6处于右位时，伸缩油缸1中的液 压油可以输送至臂销驱动油缸3的无杆腔中，臂销驱动油缸3的缸杆伸出，驱动臂销拔出，而 此时缸销驱动油缸2无杆腔中的液压油通过回油油路排出，缸销驱动油缸2的缸杆缩回，带 动缸销插入，完成插缸销和拔臂销动作。 [0041] 当第一换向阀6处于中位时，为了对从伸缩油缸中引出的液压油进行暂存，插销式伸缩系统还包括第一暂存装置，第一暂存装置设置在压力选择装置和第一换向阀6之间，第 一暂存装置用于在给缸销驱动油缸2或臂销驱动油缸3供油之前对从伸缩油缸1取的液压油 进行储存，并在需要时向缸销驱动油缸2或臂销驱动油缸3供油。这里的“需要时”指的是缸 销驱动油缸2或臂销驱动油缸3开始动作需要向缸销驱动油缸2或臂销驱动油缸3提供液压 油时。 [0042] 其中，第一暂存装置可以为蓄能器5，蓄能器5的油口与压力选择装置的出油口和第一换向阀6的进油口连接。当伸缩油缸1的有杆腔和无杆腔出现压差时，伸缩油缸1中的液 压油进入蓄能器5中；当第一换向阀6处于工作位时，蓄能器5中的液压油作为动力源进入缸 销驱动油缸2或臂销驱动油缸3中。 [0043] 另外，由于伸缩油缸1的无杆腔和有杆腔中通常具有一定的回油压力，因此为使驱动油缸2或臂销驱动油缸3能够顺利回油，插销式伸缩系统还包括第二暂存装置，第二暂存 装置设置在缸销驱动油缸2和臂销驱动油缸3的回油油路上，第二暂存装置用于对缸销驱动 油缸2或臂销驱动油缸3排出的液压油进行储存，并在液压油达到预设储存量时向外排油。 即驱动油缸2或臂销驱动油缸3回油时先进入第二暂存装置进行暂存，当第二暂存装置中的 油液达到预设储存量时，可以将第二暂存装置中的油液再送回伸缩油缸1中，这样可以使第 二暂存装置的储油空间恢复，有利于保证第二暂存装置对缸销驱动油缸2和臂销驱动油缸3 复位回油的存储容积，也有利于保证伸缩油缸1的油液总量不受影响。 [0044] 为便于对第二暂存装置的进油和排油进行控制，插销式伸缩系统还包括第二换向阀7，第二暂存装置可以为排油缸4，排油缸4的无杆腔内设有弹性件，以使排油缸4的无杆腔 与有杆腔之间在初始状态下具有差动容积，该差动容积即为排油缸4的预设储存量，第二换 向阀7用于控制排油缸4向外排油油路的开启或关闭。 [0045] 具体来说，由于排油缸4的无杆腔内设有弹性件，比如弹簧，因此在弹簧的作用下无杆腔的体积大于有杆腔的体积，即有杆腔和无杆腔之间存在差动容积，形成了低压腔，因 此缸销驱动油缸2或臂销驱动油缸3的回油可以顺利地流向排油缸4的无杆腔。当排油缸4内 的液压油达到预设储存量时，第二换向阀7得电，使排油缸4的向外排油油路开启，排油缸4 内的液压油能够排入伸缩油缸1内；在排油缸4内的液压油未达到预设储存量之前，第二换 向阀7为失电状态，排油缸4的向外排油油路关闭，此时液压油排入排油缸4。 [0046] 第二换向阀7的具体结构形式可以有多种，只要能够实现其作用即可。 [0047] 优选地，第二换向阀7包括两个工作位，第二换向阀7处于第一位时，排油缸4的有杆腔和无杆腔相互连通，此时，排油缸4的向外排油油路处于关闭状态，缸销驱动油缸2或臂 销驱动油缸3的回油可以进入排油缸4的无杆腔；第二换向阀7处于第二位时，排油缸4的向 外排油油路处于开启状态，为方便排油缸4无杆腔中液压油的排出，可以使第一暂存装置的 出油口与排油缸4的有杆腔连通，以通过第一暂存装置所提供的液压油所形成的压力将排 油缸4无杆腔中的液压油排至伸缩油缸1内。 [0048] 具体地，第二换向阀7可以为二位四通换向阀。 [0049] 另外，在排油缸4的向外排油油路与伸缩油缸1的有杆腔和无杆腔之间分别设有第三单向阀10和第四单向阀11，第三单向阀10的进油口和第四单向阀11的进油口均与排油缸 4的向外排油油路连接，第三单向阀10的出油口与伸缩油缸1的有杆腔连接，第四单向阀11 的出油口与伸缩油缸1的无杆腔连接，第三单向阀10和第四单向阀11可以防止油液倒流。 [0050] 第一换向阀6的回油油路与排油缸4的进油油路之间可以设置第五单向阀12，第五单向阀12的进油口与第一换向阀6的回油油路连接，第五单向阀12的出油口与排油缸4的进 油油路连接，第五单向阀12可以防止排油缸4在排油过程中油液流回缸销驱动油缸2或臂销 驱动油缸3。 [0051] 在本发明插销式伸缩系统一个实施例中，排油缸4可以布置在伸缩油缸1的缸筒上。 [0052] 下面对图1实施例中插销式伸缩系统的具体结构进行详细说明： [0053] 如图1所示，缸销驱动油缸2及臂销驱动油缸3是缸臂销动作机构的驱动机构，两者均为单作用油缸，且靠弹簧实现复位功能。在本方案中，缸销驱动油缸2和臂销驱动油缸3是 从伸缩油缸1中取用压力油，而非采用额外的输油管道引用车上其他油源。 [0054] 具体实施方案是，当伸缩油缸1伸缩动作时，势必要在其有杆腔或者无杆腔产生高压，经第一单向阀8和第二单向阀9将两腔中的高压油收集到蓄能器5中存储起来，缸销驱动 油缸2、臂销驱动油缸3需要动作时，控制第一换向阀6将蓄能器5中的高压油释放到缸销驱 动油缸2或臂销驱动油缸3中，实现缸臂销的动作。 [0055] 当第一换向阀6由工作位返回中位时，缸销驱动油缸2和臂销驱动油缸3内的油液在各自复位弹簧的作用下被压入排油缸4，此时的排油缸4的有杆腔和无杆腔经过第二换向 阀7互联，为差动状态，因此，缸销驱动油缸2和臂销驱动油缸3复位时的回油均由排油缸4储 存，储存空间为排油缸4的差动容积。 [0056] 当排油缸4中的油液达到一定量时，第二换向阀7换向，此时排油缸4的有杆腔和无杆腔不再连通，同时蓄能器5中的高压油通过第二换向阀7进入排油缸4的有杆腔，排油缸4 的无杆腔经过第三单向阀10和第四单向阀11与伸缩油缸1的有杆腔和无杆腔相连，排油缸4 的无杆腔内的油液排入伸缩油缸1有杆腔和无杆腔中的低压腔一侧，如此保证排油缸4对缸 销驱动油缸2和臂销驱动油缸3复位回油的存储容积。 [0057] 通过对本发明插销式伸缩系统的多个实施例的说明，可以看到本发明插销式伸缩系统实施例至少具有以下一种或多种优点： [0058] 1、缸壁销驱动装置的动力源取自伸缩油缸，取消了芯管等其他输油途径，直接在伸缩油缸中引油，缸臂销动作的回油同样排到伸缩油缸内，简化了伸缩系统的设计，降低了 伸缩油缸等部件的设计及制造难度； [0059] 2、无需专门设置动力源，降低了成本，也无需引用外部动力源，避免了采用拖链或者卷筒等装置； [0061] 基于以上各个实施例中的插销式伸缩系统，本发明还提出一种包括该插销式伸缩系统的起重机械，上述插销式伸缩系统所具备的积极效果同样适用于起重机械，这里不再 赘述。 |
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