高空作业工程机械及其伺服液压系统的制作方法

xiaoxiao2020-06-27  155

高空作业工程机械及其伺服液压系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开一种高空作业工程机械及其伺服液压系统,伺服液压系统包括液压油缸和控制所述液压油缸伸缩的伺服阀,所述伺服阀设有分别对应于所述液压油缸无杆腔、有杆腔的第一节流窗口、第二节流窗口,所述第一节流窗口和所述第二节流窗口的面积梯度比,与所述无杆腔、所述有杆腔的有效作用面积比相等。该伺服液压系统提供了一种非对称式的伺服阀,在液压油缸活塞杆伸出或缩回时,其有杆腔和无杆腔的压差为零,即消除了【背景技术】中活塞杆运动方向变化时两腔压力突变的现象,使得液压油缸的工作较为稳定。应用至工作平台调平时,可保证工作平台调平的稳定性、准确性和快速性,提高调平精度。
【专利说明】高空作业工程机械及其伺服液压系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及工程机械【技术领域】,特别涉及一种高空作业工程机械及其伺服液压系统。
【背景技术】
[0002]液压油缸为液压系统中的常见部件,液压油缸的伸缩可驱动负载变化,以适应不同工况需求,液压油缸的伸缩一般可由伺服阀控制。以高空作业工程机械的工作平台为例,液压油缸的伸缩可调平工作平台。
[0003]请参考图1,图1为一种典型的伺服液压系统的结构简图。
[0004]压力为P的液压油连通伺服阀12的中腔,两端的腔室连通油箱,压力为T,伺服阀12的两个工作油口分别连通液压油缸11的有杆腔和无杆腔。伺服阀12的阀芯123移动时,能够改变两个工作油口与进油路或回油路的连通状态。伺服阀12为对称结构,其两工作油口以及两阀块均对称设计,如图1所示的第一工作油口 121、第二工作油口 122,以及第一阀块123a、第二阀块123b,结构均完全相同。
[0005]阀芯123自中位左移时,阀芯123的两个阀块同时左移,与无杆腔连通的第一工作油口 121与中腔连通,即无杆腔进油;与有杆腔连通的第二工作油口 122与右端腔室连通,即有杆腔回油,活塞杆111伸出,如图1所示;
[0006]阀芯123自中位右移时,阀芯123的两个阀块同时右移,与无杆腔连通的第一工作油口 121与左端腔室连通,即无杆腔回油;与有杆腔连通的第二工作油口 122与中腔室连通,即有杆腔进油,活塞杆111缩回;
[0007]阀芯123处于中位时,阀芯123的两个阀块堵住两个工作油口,有杆腔、无杆腔与进油路、回油路均断开,从而使液压油缸11保持在当前状态。
[0008]液压油缸11调平工作平台时,即工作平台为液压油缸11的负载13,活塞杆111伸出或缩回时,可驱动工作平台在竖直平面内向上或向下转动,则根据工作平台的倾斜状态,可通过伺服阀12控制液压油缸11的活塞杆111伸出或缩回。
[0009]目前,在调平工作平台时,发现存在下述技术问题:
[0010]工作平台在调平过程中,向上再向下转动或向下再向上转动时,即液压油缸11活塞杆111运动方向发生改变时,液压油缸11两腔的压力会存在压力突变,导致液压油缸11工作不稳定,具体到工作平台时,则影响了工作平台调平的稳定性、准确性和快速性,即影响调平精度。
[0011]有鉴于此,如何改进伺服液压系统,以消除液压油缸活塞杆运动方向改变时两腔压力产生突变的现象,是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
实用新型内容
[0012]为解决上述技术问题,本实用新型的目的为提供一种高空作业工程机械及其伺服液压系统,该伺服液压系统能够消除液压油缸活塞杆运动方向改变时两腔压力产生突变的现象。
[0013]本实用新型提供的伺服液压系统,包括液压油缸和控制所述液压油缸伸缩的伺服 阀,所述伺服阀设有分别对应于所述液压油缸无杆腔、有杆腔的第一节流窗口、第二节流窗 口,所述第一节流窗口和所述第二节流窗口的面积梯度比,与所述无杆腔、所述有杆腔的有 效作用面积比相等。
[0014]该伺服液压系统提供了一种非对称式的伺服阀,在液压油缸活塞杆伸出或缩回 时,其有杆腔和无杆腔的压差为零,即消除了【背景技术】中活塞杆运动方向变化时两腔压力 突变的现象,使得液压油缸的工作较为稳定。应用至工作平台调平时,可保证工作平台调平 的稳定性、准确性和快速性,提高调平精度。
[0015]优选地,所述伺服阀的阀腔呈阶梯设置,所述第一节流窗口设于所述阀腔的大径 段,所述第二节流窗口设于所述阀腔的小径段。
[0016]优选地,所述伺服阀为三位四通阀。
[0017]本实用新型还提供一种高空作业工程机械,包括工作平台和调平所述工作平台的 液压系统,所述液压系统为上述任一项所述的伺服液压系统。
[0018]由于上述伺服液压系统具有上述技术效果,具有该液压系统的高空作业工程机械 也具有相同的技术效果。
[0019]优选地,还包括控制器,以及检测所述工作平台倾斜角度的倾角传感器;所述控制 器根据所述倾角传感器检测的角度信号控制所述伺服阀进行工作位置的切换。
[0020]优选地,具体为登高平台消防车。
【专利附图】

【附图说明】
[0021]图1为一种典型的伺服液压系统的结构简图;
[0022]图2为本实用新型所提供伺服液压系统一种具体实施例的结构简图;
[0023]图3为图2中伺服阀阀腔的示意图;
[0024]图4为本实用新型所提供高空作业工程机械调平系统一种具体实施例的结构框 图。
[0025]图1 中:
[0026]11液压油缸、111活塞杆、12伺服阀、121第一工作油口、122第二工作油口、123阀 芯、123a第一阀块、123b第二阀块、13负载;
[0027]图2-3 中:
[0028]21液压油缸、211活塞杆、22伺服阀、221第一工作油口、221a第一节流窗口、222 第二工作油口、222a第二节流窗口、223阀芯、23负载
【具体实施方式】
[0029]为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案,下面结合附图和具 体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
[0030]请参考图2-3,图2为本实用新型所提供伺服液压系统一种具体实施例的结构简 图;图3为图2中伺服阀阀腔的示意图。
[0031]该实施例中的伺服液压系统,包括液压油缸21和控制液压油缸21伸缩的伺服阀22,伺服阀22设有分别对应于液压油缸21无杆腔、有杆腔的第一节流窗口 221a、第二节流 窗口 222a,且第一节流窗口 221a和第二节流窗口 222a的面积梯度比,与无杆腔、有杆腔的 有效作用面积比相等。
[0032]可参考【背景技术】理解,伺服阀22具有第一工作油口 221和第二工作油口 222,分 别连接无杆腔、有杆腔,当伺服阀22阀腔内的阀芯223移动时,可改变两个工作油口与进油 路、回油路的连通状态。图2中的伺服阀22为三位四通阀,该种伺服阀22的应用范围较广, 且处于中位时,可使液压油缸21保持在稳定状态,当然,伺服阀22具有其他工作位也是可 行的。
[0033]对于本领域技术人员而言,上述所述的节流窗口为工作油口对应的阀腔过流面, 如图3所示,相应地,节流窗口的面积梯度为工作油口所对应的阀腔周长。【背景技术】中的伺 服阀22为对称结构设计,故其两个节流窗口等同,面积梯度比为I。
[0034]而本实施例中,第一节流窗口 221a和第二节流窗口 222a的面积梯度比,与无杆 腔、有杆腔的有效作用面积比相等。液压油缸21有杆腔和无杆腔的有效作用面积,即位于 对应腔室内活塞的端面面积,由于有杆腔内存在活塞杆211,故有杆腔的有效作用面积必然 小于无杆腔的有效作用面积。因此,本实施例设计的第一节流窗口 221a的面积梯度大于第 二节流窗口 222a的面积梯度,如图2所示,则该伺服阀22为非对称式的伺服阀22。
[0035]下文将对液压油缸21有杆腔、无杆腔在不同工况下的压力进行分析计算,首先, 将涉及到的参数与符号进行对应说明:
[0036]qvl——活塞杆211伸出时,流入液压缸无杆腔的流量;
[0037]qV2——活塞杆211伸出时,液压缸有杆腔流出的流量;
[0038]qvl'——活塞杆211缩回时,液压缸无杆腔流出的流量;
[0039]qV2'——活塞杆211缩回时,流入液压缸有杆腔的流量;
[0040]W1——第一节流窗口 221a的面积梯度;
[0041]W2——第二节流窗口 222a的面积梯度;
[0042]m-面积梯度比,即m = W2Zw1 ;
[0043]Ps——油源压力;
[0044]P0-回油压力,P。= OMPa ;
[0045]A1——液压缸无杆腔的有效作用面积;
[0046]A2-液压缸有杆腔的有效作用面积;
[0047]n——有杆腔、无杆腔的有效作用面积比,即A2A1 = n(0 < n < I);
[0048]P1——活塞杆211伸出时,液压缸无杆腔压力;
[0049]p2-活塞杆211伸出时,液压缸有杆腔压力;
[0050]P1'——活塞杆211缩回时,液压缸无杆腔压力;
[0051]P2'-活塞杆211缩回时,液压缸有杆腔压力;
[0052]Fl——折算到活塞的等效外负载23力;
[0053]y——活塞杆211位移;
[0054]mL——负载23惯性折算到活塞处的等效质量;
[0055]Xv-阀芯 223 位移。
[0056]a、当活塞杆211伸出(即阀芯223位移Xv > 0)时,由本领域的技术常识可知,伺服阀22第一工作油口 221、第二工作油口 222的节流方程分别为:
[0057]
【权利要求】
1.一种伺服液压系统,包括液压油缸(21)和控制所述液压油缸(21)伸缩的伺服阀(22),所述伺服阀(22)设有分别对应于所述液压油缸(21)无杆腔、有杆腔的第一节流窗口 (221a)、第二节流窗口(222a),其特征在于,所述第一节流窗口(221a)和所述第二节流窗 口(222a)的面积梯度比,与所述无杆腔、所述有杆腔的有效作用面积比相等。
2.如权利要求1所述的伺服液压系统,其特征在于,所述伺服阀(22)的阀腔呈阶梯设 置,所述第一节流窗口(221a)设于所述阀腔的大径段,所述第二节流窗口(222a)设于所述 阀腔的小径段。
3.如权利要求1所述的伺服液压系统,其特征在于,所述伺服阀(22)为三位四通阀。
4.一种高空作业工程机械,包括工作平台和调平所述工作平台的液压系统,其特征在 于,所述液压系统为权利要求1-3任一项所述的伺服液压系统。
5.如权利要求4所述的高空作业工程机械,其特征在于,还包括控制器,以及检测所述 工作平台倾斜角度的倾角传感器;所述控制器根据所述倾角传感器检测的角度信号控制所 述伺服阀(22)进行工作位置的切换。
6.如权利要求4所述的高空作业工程机械,其特征在于,具体为登高平台消防车。
【文档编号】A62C27/00GK203430882SQ201320470970
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年8月2日 优先权日:2013年8月2日
【发明者】董洪月, 孔德美, 田志坚 申请人:徐州重型机械有限公司

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