[发明专利]一种履带起重机桅杆起落控制液压调节系统及调节方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种起重机的调节系统及调节方法，具体是一种履带起重机桅杆起落控制液压调节系统及调节方法，属于履带起重机技术领域。

背景技术

履带起重机的桅杆前端与转台铰接，后端通过主变幅钢丝绳与主变幅卷扬连接，中间通过桅杆顶升油缸支撑，钢丝绳只提供拉力，顶升油缸只提供推力。在履带起重机装、拆车的时候，需要将桅杆起升或下落，在这个操作过程中，要求钢丝绳保持一定的预紧力以避免乱绳。由于桅杆同时受顶升油缸和主变幅卷扬控制，合理匹配两者的速度成为控制的关键。

对于安装空间受到限制的场合，桅杆顶升油缸经常被设计为多级油缸的形式（通常为两级油缸）。当不同级油缸工作的时候，由于油缸作用面积发生变化，在负载力一定或系统压力一定的情况下，油缸的推力会发生很大的变化，尤其是在两级油缸工作切换的瞬间，这种突变容易导致桅杆受力过大而损坏。因此，合理解决多级油缸工作中油缸推力突变的问题是桅杆起落控制的另一关键所在。

对于多级油缸中出现的油缸推力突变的问题，目前采用的解决方法是：在泵出口的溢流阀处设置高低两档压力，顶升油缸面积大的一级伸出时用低压，面积较小的一级伸出时用高压，从而保证油缸推力不会发生突变。

在顶升油缸面积较小的一级回缩时，油缸大腔的液压油直接从平衡阀高压溢流，当油缸面积较大的一级回缩时，设置一个单独的外部油源，将外部油源的压力油通过减压阀作用在平衡阀的先导腔，降低平衡阀溢流开启压力，使油缸大腔的液压油从平衡阀低压溢流，从而保证油缸支撑力不会发生突变。

但是上述技术方案存在以下缺点：

1、当顶升油缸在全伸状态进行桅杆同步落时，主变幅卷扬收绳，桅杆压缩顶升油缸，直到油缸压力大于平衡阀溢流压力时油缸回缩。而此时油缸伸出的长度最长，稳定性最差，桅杆重量产生的油缸压力并不高，但溢流阀的设定压力却很高，也就是说，多出的这部分压力将严重降低顶升油缸在长行程时的稳定裕量，容易导致顶升油缸被压弯。

2、桅杆顶升油缸面积大的一级下落过程中，需引入单独的油源，通过减压阀、电磁换向阀以及梭阀后作用在平衡阀的先导腔来降低平衡阀的溢流开启压力。上述二次压力调节模块与控制油缸伸缩的主换向阀块分开，系统构成复杂，且需要单独的控制油源，管路布置复杂。

3、桅杆顶升油缸面积大的一级下落过程中，开启平衡阀的压力完全由桅杆压缩油缸产生，油缸回缩过程中，大腔内的压力会超出平衡阀设定压力很多，尤其是主变幅卷扬收绳较快时，甚至能超过平衡阀设定的压力的三分之一以上。多出的这部分压力将产生很大的额外推力，为了能够承担多出的这部分推力，要求油缸及桅杆的设计裕量加大，增加了成本和重量。

4、桅杆顶升油缸面积大的一级下落过程中，为避免油缸压力过高，要求主变幅卷扬收绳速度是逐渐变小的。现有的方案通常是采用驾驶员在操纵室内一边通过屏幕观察油缸压力值，一边操作手柄调节主变幅卷扬速度的方式。这种方式存在驾驶员劳动强度大，压力控制效果受人为因素影响大的缺点，同时由于驾驶员在操纵室内，不能直接观察到桅杆、油缸、钢丝绳的工作状态，过分依赖传感器数据，故障出现时不易及时发现，存在一定的安全隐患。

对于钢丝绳在操作过程中出现乱绳的问题，目前采用解决方法是：人工操作手柄控制主变幅卷扬速度收放绳，桅杆起升时，液压油从泵出口的溢流阀溢流，桅杆下落时，油缸内油液从平衡阀处溢流，油缸速度跟随主变幅卷扬速度，并提供恒定的推力，从而实现同步控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种履带起重机桅杆起落控制液压调节系统及其调节方法，该系统与主换向阀集成，结构简单，无需单独的控制油源，可简化管路布置；顶升油缸压力超调小，改善桅杆和油缸的受力情况，避免桅杆因受力过大而损坏，实现桅杆起落同步控制的功能；桅杆起落时，操作者可全面地观察到桅杆、油缸、钢丝绳的工作状态，可通过控制开关在操纵室外操作，进一步增加作业的安全性和可靠性，保障工作人员的人身安全，提高工作效率；降低顶升油缸在长行程时的工作压力，使油缸稳定量显著提高，避免出现油缸被压弯的事故，且调节方法简单，易于操作。