[发明专利]一种电动正面吊伸缩臂节能液压系统

说明书

本发明公开了一种电动正面吊伸缩臂节能液压系统，定量泵/马达的进出口分别通过第二开关阀和第三开关阀连接伸缩臂油缸的两腔；两个安全阀的出口相连，二者的进口分别连接定量泵/马达的进出口；两个液控单向阀的正向进口相连，二者的出口分别连接定量泵/马达的进出口，第一液控单向阀的液控口连接第二液控单向阀的出口，第二液控单向阀的液控口连接第一液控单向阀的出口；安全阀的出口、液控单向阀的正向进口和油箱相连，第二安全阀的进口通过第一开关阀和油箱相连。上述电动正面吊伸缩臂节能液压系统解决纯电动正面吊伸缩臂既能在重载大角度时被动缩回能量回收，又能在轻载小角度时主动缩回的问题。

技术领域

本发明涉及液压控制技术领域，特别涉及一种电动正面吊伸缩臂节能液压系统。

背景技术

集装箱正面起重机，简称正面起重机，俗称集装箱正面吊或正面吊，是用来装卸集装箱的一种起重机。大臂下放和伸缩臂缩回时大量势能通过节流阀转换成热量而浪费，此外转换成的热量使得液压油过温，又额外消耗能量来对液压油散热。因此，纯电动正面吊实现能量回收技术可以大大提高液压系统效率和动力电池的能量利用率，延长单次充满电后的作业时间。

如图2所示，正面吊大臂支撑油缸角度大，靠臂架、吊具和负载重力就可以实现臂架被动下放动作，采用图3的液压原理图就能实现大臂势能回收。大臂起升时，电机驱动液压泵/马达向油缸大腔供液，而大臂下放时，重力作用在油缸活塞杆上，使得油缸大腔油液形成高压，驱动泵/马达工作在马达工况，从而使电机工作在发电状态，将重力势能转换成电能回收到电池中。对于大臂伸缩动作来说，在臂架重载、大角度时可行，但是轻载小角度时，重力沿臂架方向的分力不足以克服伸缩臂间的摩擦力，因此必须向伸缩臂油缸小腔主动供液来实现缩回的动作；市面上推出的纯电动正面吊对于伸缩臂这一部分基本不实现能量回收，仅对大臂下放实现回收。针对该问题，在现有技术中，安装大臂角度传感器，将开关阀换成多路阀，通过检测大臂俯仰角度来判断伸缩臂是否具有被动缩回的能力，提出临界角度为1/G，G为载荷重量，当大臂角度小于1/G时，多路阀切换到油缸主动进液状态，当大臂角度大于1/G时，多路阀切换到油缸被动缩回，能量回收状态。

对于采用大臂角度来进行状态判断的方案存在以下问题：

1、由于伸缩臂与套筒之间的摩擦力与载荷G和大臂俯仰角有关外，还与摩擦系数有关，此外，伸缩臂与套筒之间间隙较大，除了摩擦力之外还有挤压力，而该挤压力除了与俯仰角度有关外还与伸缩臂伸出的距离有关，因此仅检测俯仰角，并以1/G作为临界角度容易造成状态误判；

2、采用比例多路阀的节流口来进行伸缩臂调速，在阀口上始终存在节流损失。

因此，如何能够提供一种解决上述技术问题的电动正面吊伸缩臂节能液压系统是本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种电动正面吊伸缩臂节能液压系统，解决纯电动正面吊伸缩臂既能在重载大角度时被动缩回能量回收，又能在轻载小角度时主动缩回的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种电动正面吊伸缩臂节能液压系统，包括伸缩臂油缸、油箱、相连的调速电机和定量泵/马达，还包括第一安全阀、第二安全阀、第一液控单向阀、第二液控单向阀、第一开关阀、第二开关阀和第三开关阀；所述定量泵/马达的进出口分别通过所述第二开关阀和所述第三开关阀连接所述伸缩臂油缸的两腔；所述第一安全阀和所述第二安全阀的出口相连，二者的进口分别连接所述定量泵/马达的进出口；所述第一液控单向阀和所述第二液控单向阀的正向进口相连，二者的出口分别连接所述定量泵/马达的进出口，所述第一液控单向阀的液控口连接所述第二液控单向阀的出口，所述第二液控单向阀的液控口连接所述第一液控单向阀的出口；所述第一安全阀的出口、所述第一液控单向阀的正向进口和所述油箱相连，所述第二安全阀的进口通过所述第一开关阀和所述油箱相连。

优选地，所述调速电机具有四象限运行功能，所述调速电机为直流电机或交流异步电机或永磁同步电机或开关磁阻电机。