技术领域
[0001] 本
发明涉及
工程机械领域，具体地，涉及一种卷扬机构的液压控制回路。
背景技术
[0002] 工程机械(例如
履带吊及强夯设备等)的卷扬机构通常包括卷扬卷筒、减速器和卷扬
马达，卷扬卷筒的输入端和减速器的输出端通过
离合器连接，减速器的输入端与卷扬马达的输出端连接，卷扬马达则通过液压控制回路来控制，以驱动卷扬卷筒。离合器通常为液压控制离合器，在现有的卷扬机构的液压控制回路中，通常通过一个二位三通换向
阀来对离合器进行控制，该换向阀的工作油口与离合器的控制口连通，压
力油口与压力油源连通，回油口与油箱连通，从而通过切换该换向阀的
位置来选择性地控制离合器的控制口与压力油源连通或与油箱连通。当该离合器的控制口没有压力油(与油箱连通)时，则离合器处于接合状态，使得卷扬卷筒的输入端和减速器的输出端连接，起传递力矩的作用，当离合器的控制口具有压力油(与压力源连通)时，则离合器处于脱开状态，使得卷扬卷筒的输入端和减速器的输出端脱开，卷扬卷筒处于自由状态。
[0003] 在卷扬机构工作过程中，需要根据工况对离合器进行控制，在卷扬机构起升时使得离合器处于接合状态，在卷扬机构自由下放时使得离合器处于脱开状态。而卷扬机构通常是由操作人员手动操作，如果操作人员未按规定进行误操作，例如在卷扬机构需要起升时对控制离合器的换向阀进行误操作，从而使得离合器的控制口与压力油源连通，会导致离合器脱开而致使安全事故的发生。或者，在卷扬机构需要自由下放时对控制离合器的换向阀进行误操作，从而使得离合器的控制口与油箱连通，会导致离合器接合而致使离合器磨损。因此，现有的卷扬机构的液压控制回路的可靠性和施工安全性较低。
发明内容
[0004] 本发明的目的是提供一种可靠性和施工安全性较高的卷扬机构的液压控制回路。
[0005] 为了实现上述目的，本发明提供一种卷扬机构的液压控制回路，该卷扬机构包括卷扬卷筒、第一常闭式
制动器、减速器和卷扬马达，所述卷扬卷筒的输入端和所述减速器的输出端通过离合器连接，所述减速器的输入端与所述卷扬马达的输出端连接，所述第一常闭式制动器用于制动所述卷扬卷筒，其特征在于:
[0006] 所述第一常闭式制动器的控制口通过制动油路连接到第一换向阀，该第一换向阀通过相互并联的第一供油支路和第二供油支路连接到第一压力油源，该第一压力油源选择性地通过所述第一供油支路或者第二供油支路为所述第一常闭式制动器的控制口供油；
[0007] 所述离合器的控制口通过离合油路连接到第二压力油源，该离合油路上串接有第一液控换向阀，该第一液控换向阀的控制口通过控制油路连接到所述第二供油支路，该第一液控换向阀的换向可选择地使所述离合器的控制口接通至所述第二压力油源或者油箱。
[0008] 通过上述技术方案，当卷扬机构需要进行起升操作时，操作人员操作第一换向阀，使第一压力油源选择第二供油支路为第一常闭式制动器的控制口供油，使之处于制动解除状态，同时第二供油支路通过控制油路为第一液控换向阀的控制口供油，使离合器的控制口通过该第一液控换向阀连通至油箱，从而保证离合器处于接合状态，以便在减速器和卷扬卷筒之间能够传递
扭矩，使卷扬机构执行起升操作。在此操作过程中，若操作人员误操作第一换向阀使之换向，第一常闭式制动器将会制动，此时离合器仍然处于接合状态，并不会导致离合器磨损，并且由于第一常闭式制动器产生制动，会影响卷扬机构的正常起升操作，因此可以及时提醒操作人员改正其误操作。
[0009] 当卷扬机构需要进行自由下放操作时，操作人员操作第一换向阀，使第一压力油源选择第一供油支路为第一常闭式制动器的控制口供油，使之处于制动解除状态，此时第二供油支路截止而没有压力油，即第一液控换向阀的控制口没有压力油而处于导通状态，从而第二压力油源可以通过该导通的第一液控换向阀为离合器的控制口供油，使离合器处于分离状态，保证卷扬机构自由下放。在此操作过程中，若操作人员误操作第一换向阀使之换向，第一常闭式制动器将会制动，但并不影响离合器的工作状态，第一常闭式制动器制动将影响卷扬机构的自由下放，因此可以及时提醒操作人员改正其误操作。
[0010] 因此，通过本发明的上述技术方案，切实改善了卷扬机构的液压控制回路的工作可靠性和施工安全性。
[0011] 本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0012] 附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成
说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中:
[0013] 图1是根据本发明的一种优选实施方式的卷扬机构的液压控制回路的示意性原理图。
[0014] 图2是根据本发明的另一种优选实施方式的卷扬机构的液压控制回路的示意性 原理图。
[0015] 附图标记说明
[0016] I卷扬卷筒；2卷扬马达；
[0017] 3离合器； 4第三换向阀；
[0018] 5第一液控换向阀； 6第三液控换向阀；
[0020] 9第一梭阀； 10第二液控换向阀；
[0022] 13第一常闭式制动器； 14单向
节流阀；
[0023] 15第二常闭式制动器； 16第二换向阀；
[0027] 23第一溢流阀 24第二溢流阀
[0029] 27第二梭阀具体实施方式
[0030] 以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0031] 如图1所示，根据本发明的一种优选实施方式，提供了一种卷扬机构的液压控制回路。
[0032] 卷扬机构一般包括卷扬卷筒1、第一常闭式制动器13、减速器和卷扬马达2，所述卷扬卷筒I的输入端和所述减速器的输出端通过离合器3连接，所述减速器的输入端与所述卷扬马达2的输出端连接，第一常闭式制动器13用于制动所述卷扬卷筒I。卷扬机构的液压控制回路一般包括
变量泵20和主阀8，变量泵20通过主阀8的切换选择性地控制
液压马达2正转或者反转。另外，图1中所示的21为过滤器，22为平衡阀，23为第一溢流阀，24为第二溢流阀,25为重物,26为滑轮。
[0033] 主阀8可以采用各种适当的形式，例如在如图1所示的实施方式中，主阀8为三位六通换向阀。当主阀8处于左位时,卷扬机构进行卷扬起升操作，当主阀8处于右位时,卷扬机构进行卷扬下降操作，当主阀8处于中位时，卷扬机构进行自由下放操作。该主阀8可以采用各种适当的操作方式，例如如图1所示，所述液压控制回路还包括与所述主阀8的控制口连通的操纵手柄18。根据操纵手柄18来使主阀8位于不同的位置。
[0034] 下面，首先对第一常闭式制动器13的液压油路进行详细描述。
[0035] 第一常闭式制动器13的控制口通过制动油路连接到第一换向阀12，该制动油路上根据需要还可以串接有单向节流阀14。第一换向阀12通过相互并联的第一供油支路和第二供油支路连接到第一压力油源19，该第一压力油源19可以选择性地通过所述第一供油支路或者第二供油支路为第一常闭式制动器13的控制口供油。通过这种方式，在卷扬机构处于自由下放操作时，第一换向阀12处于第一工作位置(如图1中所示的左位)，第一压力油源19可以依次通过第一供油支路、第一换向阀12和制动油路为第一常闭式制动器13的控制口供油，从而使第一常闭式制动器13处于制动解除状态。在卷扬机构处于起升操作(或者下降操作)时，第一换向阀12处于第二工作位置(如图1中所示的右位)，第一压力油源19可以通过第二供油支路、第一换向阀12和制动油路为第一常闭式制动器13的控制口供油，从而使第一常闭式制动器13处于制动解除状态。
[0036] 第一压力油源19可以为液压系统中任何适当的压力油源(例如具有一定压力的液压管路)，优选地，第一压力油源19为第一恒压源。通过第一恒压源为第一常闭式制动器13的控制口提供恒定的压力油，可以保证第一常闭式制动器13处于有效的制动解除状态。
[0037] 作为一种优选的
实施例，如图1所示，所述第一换向阀12可以使用二位三通换向阀，该二位三通换向阀的第一工作油口连接所述第一供油支路，第二工作油口连接所述第二供油支路，第三工作油口连接所述制动油路，并且该二位三通换向阀处于第二工作位置(例如图1中所示的右位)时，所述第一工作油口截止，第二工作油口与第三工作油口导通，从而可以连通第二供油支路和制动油路，适合于卷扬机构的升降操作；该二位三通换向阀处于第一工作位置(例如图1中所示的左位)时，所述第二工作油口截止，第一工作油口与第三工作油口导通，从而可以连通第一供油支路和制动油路，适合于卷扬机构的自由下放操作。[0038] 进一步优选地，所述第一换向阀12可以使用二位三通电磁换向阀。在卷扬机构处于起升操作(或者下放操作)时，该二位三通电磁换向阀失电而处于右位，第一压力油源19依次通过第二供油支路、第一换向阀12的第二工作油口、第三工作油口和制动油路为第一常闭式制动器13的控制口供油，使第一常闭式制动器13处于制动解除状态。在卷扬机构处于自由下放操作时，该二位三通电磁换向阀得电而处于左位，第一压力油源19依次通过第一供油支路、第一换向阀12的第一工作油口、第三工作油口和制动油路为第一常闭式制动器13的控制口供油，使第一常闭式制动器13处于制动解除状态。
[0039] 图1中所示的单向节流阀14能够起到快开慢关的作用，从而能够快速地向第一常闭式制动器13的控制口提供压力油，以尽可能地避免延迟现象的发生，并且能够通过单向节流阀14的节流作用而使得第一常闭式制动器13的控制口缓慢地泄压，以避免对液压系统造成冲击。
[0040] 如图1所示，第一供油支路上设置有先导阀11。在卷扬机构处于自由下放操作时，操作人员通过操作该先导阀11，可以使压力油从第一压力油源19经过该先导阀11和第一换向阀12提供给第一常闭式制动器13的控制口，使第一常闭式制动器13解除制动，从而使得卷扬卷筒I在重物25的重力作用下自由转动。所述先导阀11可以为各种适当的阀
门形式，优选为
脚踏比例先导阀，当该先导阀11处于初始状态时，阀口关闭，当踩下该先导阀的
踏板时，阀口开度可以根据踏板行程而比例调节。
[0041] 第二供油支路上可以串接有第二液控换向阀10，并且该第二液控换向阀10优选由第一梭阀9控制。具体地，如图1所示，在液压马达2的两个工作油路之间连接有第一梭阀9，该第一梭阀9的出油口连接到第二液控换向阀10的控制口。因此，在卷扬机构处于升降操作(无论是起升操作还是下降操作)时，液压马达2的两个工作油路上压力较高的压力油将流向第二液控换向阀10的控制口，从而使第二液控换向阀10换向而导通第二供油支路，从而第一压力油源19可以通过第二供油支路将压力油提供给第一常闭式制动器13而使之处于制动解除状态。因此，通过这种方式，在卷扬机构处于升降操作时，可以自动地使得第一常闭式制动器13处于制动解除状态，因此结构简单、操作简便。
[0042] 第二液控换向阀10优选为二位三通液控换向阀，其进油口连接到第一压力油源19，工作油口连接到第一液控换向阀5的控制油路以及第一换向阀12的第二工作油口，回油口连接到油箱，从而可以在需要时便于第一常闭式制动器13和第一液控换向阀5的控制腔泄压。
[0043] 通过上述液压油路，在卷扬机构执行升降操作时，可以通过第一梭阀9和第二液控换向阀10，自动地导通第二供油支路，使得第一压力油源19的压力油依次经过该第二供油支路、第一换向阀12的第二工作油口和第三工作油口以及制动油路提供给第一常闭式制动器13的控制口，使第一常闭式制动器13解除制动。在卷扬机构执行自由下放操作时，通过操作先导阀11来导通第一供油支路，可以使第一压力油源19的压力油依次经过该第一供油支路、第一换向阀12的第一工作油口和第三工作油口以及制动油路提供给第一常闭式制动器13的控制口，使第一常闭式制动器13解除制动。因此，通过这种液压油路，不仅结构简便，而且使得第一常闭式制动器13的操作非常方便灵活。
[0044] 下面，将对离合器3的液压油路进行详细说明。
[0045] 在本发明中，离合器3设置在减速器和卷扬马达I之间，可以将减速器的扭矩传递给卷扬马达I或者断开二者之间的动力传递。
[0046] 如图1所示，离合器3的控制口通过离合油路连接到第二压力油源17，该第二压力油源17可以为离合器3的控制口提供压力油，从而使离合器3处于分离状态。
[0047] 第二压力油源17可以为液压系统中任何适当的压力油源(例如具有一定压力的液压管路)，优选地，第二压力油源17为第二恒压源。通过第二恒压源17为离合器3的控制口提供恒定的压力油，可以保证离合器3处于有效的分离状态。
[0048] 另外，前文所述的用于第一常闭式制动器13的第一压力油源19和这里所述的第二压力油源17也可以共同使用同一个压力油源或者同一个恒压油源。
[0049] 离合器3的离合油路上串接有第一液控换向阀5，该第一液控换向阀5的控制口通过控制油路连接到所述第二供油支路。由此，在卷扬机构处于起升操作时，可以通过控制油路将离合器3和第一常闭式制动器13的动作相互关联起来，以防止误操作造成安全事故的发生。
[0050] 另外，离合油路上还主要串接有第三换向阀4，通过该第三换向阀4可以导通或者断开该离合油路。第三换向阀4优选为二位三通电磁换向阀，其进油口连接到第二压力油源17，出油口连接到第三液控换向阀6 (将在下面说明)的进油口，回油口连接到油箱。
[0051] 另外，如图1所示，在离合器3的离合油路上优选旁接有蓄能器7，该蓄能器7位于离合器3和第一液控换向阀5之间，可以起到为离合器3的控制口提供保压的作用，保证离合器3处于可靠的分离状态。
[0052] 为了与蓄能器7配合使用，作为一种优选的实施例，所述离合油路上还串接有第三液控换向阀6，该第三液控换向阀6的控制口连接到所述制动油路，进油口与所述第二压力油源17连通，出油口连接到所述第一液控换向阀5，该第三液控换向阀6的控制口无压力油而处于第一工作位置时为双向导通状态，该第三液控换向阀6的控制口具有压力油而处于第二工作位置时为单向导通状态，仅允许压力油从所述第二压力油源17流至所述第一液控换向阀5。通过这种方式，当第三液控换向阀6的控制口具有压力油而处于第二工作位置时，离合器3的控制口可以通过蓄能器7进行保压，而使之保持可靠的分离状态。
[0053] 下面对第一液控换向阀5的控制油路进行说明。
[0054] 第一液控换向阀5的控制油路连接到第二供油支路，从而第二供油支路中的压力油可以通过该控制油路提供给第一液控换向阀5而使之换向。
[0055] 作为一种优选的实施方式，在本发明的减速器上还可以设置有第二常闭式制动器15，其控制口旁接在第一液控换向阀5的控制油路上。在卷扬机构处于自由下放操作时，该第二常闭式制动器15泄压可用于制动减速器，以免液压马达2转动。在卷扬机构执行升降操作时，第二供油支路导通而具有压力油，该压力油将提供给第二常闭式制动器15而使之解除制动。
[0056] 另外，在所述控制油路上还可以串接有第二换向阀16，第二常闭式制动器15位于第一液控换向阀5和第二换向阀16之间，第二换向阀16的回油口连接到油箱。该第二换向阀16优选为二位三通电磁换向阀，得电时其回油口连接到油箱。
[0057] 为了便于描述，上面分别针对第一常闭式制动器13的液压油路，离合器3的液压油路以及第一液控换向阀5的控制油路进行了详细描述，但需要指出的是，本发明的保护范围并不局限于这些单独的油路，而是包含了上述各项内容之间的任意可能的组合方式。[0058] 下面具体说明如图1所示的具体实施方式的工作过程。
[0059] 卷扬机构起升操作
[0060] 在卷扬机构吊重物起升过程中，首先由操作人员操纵操纵手柄18，使主阀8获得先导压力产生换向而位于左位，从变量泵20排出的压力油经过主阀8和平衡阀22中的
单向阀作用于卷扬马达2的起升侧，同时压力油通过梭阀9推动第二液控换向阀10使其换向到左位，使第二供油支路导通。
[0061] 来自第一压力油源19的压力油通过第二液控换向阀10打开第二常闭式制动器15，解除其常闭式制动，并且推动第一液控换向阀5换向到右位，使离合器3泄压，保证离合器3处于接合状态，避免因误操作导致离合器3脱开致使重物自由下落的危险状况发生。
[0062] 与此同时，来自第一压力油源19的压力油还通过工作在右位的第一换向阀12和单向节流阀14打开第一常闭式制动器13，解除其常闭式制动，从而完成卷扬起升动作。
[0063] 在此工作过程中，当操作人员误操作第一换向阀12时，第二换向阀12将换向到左位，第二供油支路中的压力油将无法通过第一换向阀12提供给第一常闭式制动器13，其将恢复到常闭式制动状态，从而卷扬机构将无法实现正常的起升操作，由此可以提醒操作人员及时更正其误操作。
[0064] 在卷扬机构吊重物下降过程中，其工作过程与起升过程基本相同，不再赘述。
[0065] 卷扬机构自由下放操作
[0066] 在卷扬机构自由下放过程中，主阀8处于中位，首先使第一换向阀12、第二换向阀16和第三换向阀4同时得电换向(例如通过打开操纵室
开关来实现)，即第一换向阀12工作在左位,第二换向阀16工作在上位，第三换向阀4工作在左位。
[0067] 此时，由于主阀8处于中位，第一液控换向阀5的控制口无压力油，第一液控换向阀5处于左位，来自第二压力油源17的压力油通过第三换向阀4、第三液控换向阀6和第一液控换向阀5给蓄能器7充压，并使离合器3处于脱开状态，使卷扬卷筒I与减速器脱开，卷扬卷筒I在第一常闭式制动器13的作用下处于制动静止的状态。
[0068] 当踩下先导阀11时，来自第一压力油源19的压力油经过第一换向阀12和单向节流阀14打开第一常闭式制动器13，卷扬卷筒I在重物作用下实现自由下放动作。
[0069] 与此同时，从单向节流阀14流出的压力油将推动第三液控换向阀6，使之工作在左位，使离合器3在蓄能器7的作用下处于保压状态，从而保证了在第一常闭式制动器13存在压力未制动时离合器3处于脱开状态，避免此时因误操作导致离合器3在卷扬卷筒I高速自由下落时接合而造成安全事故及对离合器造成磨损情况的发生。
[0070] 图2显示了根据本发明第二优选实施方式的卷扬机构的液压控制回路。
[0071] 如图2所示，该液压控制回路与图1所示的液压控制回路的区别仅在于增加了一个第二梭阀27。下面对此区别之处进行详细说明，其他部分不再重复。
[0072] 在图1所不的实施方式中,第一换向阀12和第三换向阀4优选由同一个电气开关控制，从而可以同时得电或失电。在卷扬机构执行自由下放操作时，第一换向阀12和第三换向阀4同时得电而工作在左位，操作人员操作先导阀11时即可控制卷扬机构自由下放，此时第一常闭式制动器13处于制动解除状态，离合器3处于分离状态。在此工作过程中，若操作人员误操作使第一换向阀12和第三换向阀4失电,贝U第一常闭式制动器13将恢复制动，同时离合器3也将恢复到接合状态，如果离合器3接合较快，仍然会导致离合器3磨损。在图2所示的实施方式中，可以避免离合器3的磨损。
[0073] 具体地，如图2所示，所述控制油路上设置有第二梭阀27，该第二梭阀27的第一进油口连接到所述第一液控换向阀5的控制口，出油口连接到所述第一换向阀12的第二工作油口，第二进油口连接到所述第一换向阀12的第一工作油口。
[0074] 在此实施方式中，在卷扬机构执行自由下放操作时，第一换向阀12和第三换向阀4同时得电而工作在左位，操作人员操作先导阀11时，第一压力油源19的压力油将经过该先导阀11、第一换向阀12的第一工作油口和第三工作油口以及制动油路提供给第一常闭式制动器13的控制口，使第一常闭式制动器13解除制动状态，从而可以控制卷扬机构自由下放，此时离合器3处于分离状态。在此工作过程中，若操作人员误操作使第一换向阀12和第三换向阀4失电，第一压力油源19的压力油将经过第二梭阀27的第二进油口和出油口、第一换向阀12的第二工作油口和第三工作油口以及制动油路继续为第一常闭式制动器13的控制口供油，第一常闭式制动器13仍然处于制动解除状态，离合器3仍然处于分离状态。因此，通过增加第二梭阀27，即便操作人员误操作电气开关使第一换向阀12和第三换向阀4换向，只要先导阀11继续打开，卷扬机构将继续自由下放操作，该误操作不会产生诸如离合器磨损或者安全事故发生等不利后果。
[0075] 以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0076] 另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0077] 此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
