一种闭式泵控快速起竖系统的制作方法

技术特征：
1.一种闭式泵控快速起竖系统，其特征在于：包括液压泵(1)、齿轮泵(2)、伺服电机(3)、第一液控换向阀(4.1)、第二液控换向阀(4.2)、第一平衡阀(5.1)、第二平衡阀(5.2)、第一两通插装阀(6.1)、第二两通插装阀(6.2)、第一电磁换向阀(7.1)、第二电磁换向阀(7.2)、第一节流阀(8.1)、第二节流阀(8.2)、第一溢流阀(9.1)、第二溢流阀(9.2)、液压缸(10)；液压泵(1)、齿轮泵(2)与伺服电机(3)同轴依次联接；所述液压泵(1)为变排量液压泵，其上设有第一接口a1和第二接口a2；所述液压缸(10)设有第三接口a3和第四接口a4 ，液压泵(1)的第二接口a2分别通过单向阀与齿轮泵(2)的出油口、第一液控换向阀(4.1)的接口a、第一平衡阀(5.1)的进油口、第一两通插装阀(6.1)的接口a连通，第一两通插装阀(6.1)的接口b通过管道分别与第一电磁换向阀(7.1)接口p、第一节流阀(8.1)接口、第一溢流阀(9.1)进油口、液压缸(10)的第三接口a3连通，液压泵(1)的接口a1通过单向阀分别与齿轮泵(2)的出油口、第二液控换向阀(4.2)的接口a、第二平衡阀(5.2)的进油口、第二两通插装阀(6.2)的接口a连通，第二两通插装阀(6.2)的接口b分别通过管道与第二电磁换向阀(7.2)接口p、第二节流阀(8.2) 接口、第二溢流阀(9.2)进油口、液压缸(10)的第四接口a4连通，液压泵(1)的第一接口a1通过单向阀、第一节流阀(8.1)接口、第二节流阀(8.2)接口、第一溢流阀(9.1)出油口、第二溢流阀(9.2)出油口、第一电磁换向阀(7.1)的接口t、第二电磁换向阀(7.2)的接口t、第一平衡阀(5.1)出油口、第二平衡阀(5.2)出油口 、第一液控换向阀(4.1)的接口c、第二液控换向阀(4.2)的接口c、齿轮泵(2)的吸油口分别与油箱相连通，第一电磁换向阀(7.1)的接口a与第一两通插装阀(6.1)的接口x连通，第二电磁换向阀(7.2)的接口a与第二两通插装阀(6.2)的接口x连通，第一液控换向阀(4.1)的接口b与第二平衡阀(5.2)的压力控制口连通，第二液控换向阀(4.2)的接口b与第一平衡阀(5.1)的压力控制口连通。2.根据权利要求1所述的闭式泵控快速起竖系统，其特征在于：使用伺服电机(3)驱动液压泵(1)，液压缸(10)的伸缩由液压泵(1)切换斜盘的正负倾角来完成，伺服电机(3)的转速和液压泵(1)的排量共同决定输出流量的大小，以此来控制液压缸(10) 伸缩的速度；在过重心时优先考虑使用伺服电机(3)吸收负载势能，负载下降时使用第一平衡阀(5.1)将多余的流量导入油箱，从而保证液压缸(10)在伸缩时液压泵(1)有合适的吸油和压油流量；齿轮泵(2)在液压回路中起到补油作用；对于负载的锁止，使用第一两通插装阀(6.1) 、第二两通插装阀(6.2)组成的开关回路进行控制，避免了使用平衡阀锁止带来的节流损失，使负载的上升和下降同时具有较高的效率。3.根据权利要求1所述的闭式泵控快速起竖系统，其特征在于，起竖过程如下：令液压泵(1)调整为正摆角，第一电磁换向阀(7.1)的第一开关s1和第二电磁换向阀(7.2)的第二开关s2同时得电，解除液压缸(10)锁止状态，调整伺服电机(3)转速，液压缸(10)无杆腔进油，负载上升；无杆腔压力高于第一液控换向阀(4.1)预设的压力p1时，第二平衡阀(5.2)先导压力建立后开启，第二平衡阀(5.2)导通后的流动压损是其设定的压力p2，此时液压泵(1)连接液压缸(10)的无杆腔侧处于吸油和经油箱补油阶段，p2的压损会使油液进入液压泵(1)的进油口，而不会经第二平衡阀(5.2)外泄；负载上升至过重心位置时，在负载的作用下，液压缸(10)产生负推力，负载有牵引液压缸(10)的工况时，会导致液压泵(1)进油侧压力上升，压油侧压力下降，待压油侧压力降至p1以下时，第二平衡阀(5.2)关
闭，防止负推力下液压缸(10)有杆腔的油液经第二平衡阀(5.2)外泄，进而导致液压缸(10)不受控，此时在负推力下产生的负功率由伺服电机(3)吸收；负载上升至顶端后，对第一开关s1、第二开关s2断电，同时将伺服电机(3)的转速调整至0 rpm，液压泵(1)的斜盘倾角回至零位，液压缸(10)被第一两通插装阀(6.1)、第二两通插装阀(6.2)组成的开关回路锁止；在任意位置停止时，与此过程相同。4.根据权利要求1所述的闭式泵控快速起竖系统，其特征在于，回平过程如下：令液压泵(1)调整为负摆角，第一开关s1和第二开关s2同时得电，解除液压缸(10)锁止状态，调整伺服电机(3)转速，液压缸(10)有杆腔进油，负载下降，由于液压缸(10)两腔面积差的存在，此时无杆腔的排油流量大于有杆腔的进油流量，液压泵(1)能够接受无杆腔的排油而不用补油；液压缸(10)下降过程两腔存在流量差，如果第一平衡阀(5.1)不导通，液压缸(10)的无杆腔侧多余流量将导致有杆腔侧的压力上升，有杆腔侧的压力高于预设第二液控换向阀(4.2)的压力p3时，第一平衡阀(5.1)建立先导压力后导通，多余的流量从平衡阀 (5.1)泄流至油箱；如果在负载下降过程中液压缸(10)失控，液压缸(10)有杆腔的压力势必下降甚至出现负压，在有杆腔侧压力低于p3时，第一平衡阀 (5.1)关闭，液压缸(10)的无杆腔侧多余流量将导致有杆腔侧的压力上升，同时伺服电机(3)将被液压泵(1)反拖超速而形成的制动效应，从而阻止液压缸(10)的失控下降；负载下降至底端后，对第一开关s1、第二开关s2断电，同时将伺服电机(3)的转速调整至0 rpm，液压泵(1)的斜盘摆角回至零位，液压缸(10)被两通插装阀(6)组成的开关回路锁止；在下降的任意位置停止时，与此过程相同。5.根据权利要求1所述的闭式泵控快速起竖系统，其特征在于：液压泵(1)接受系统回油的同时能够直接从油箱内吸油，串联的齿轮泵(2)作为补油泵，保证液压泵(1)吸油的及时性和可靠性；液压缸(10)下降时，负载势能主要由伺服电机(3)吸收，负载下降时的减速和停止依靠伺服电机(3)的制动特性，减速和制动平稳；第一两通插装阀(6.1)、第二两通插装阀(6.2)组成的开关回路在负载静止和液压泵(1)斜盘摆角回零时锁止负载，防止液压泵(1)斜盘零位时的微小泄漏导致负载下滑；系统故障或断电后，全开第二节流阀(8.2)，再开启第一节流阀(8.1)，通过调整第一节流阀(8.1)的开度，能够控制负载下放的速度。

技术总结
本发明公开了一种闭式泵控快速起竖系统，使用伺服电机驱动液压泵，液压缸的换向由切换液压泵斜盘的正负倾角来完成，伺服电机的转速和液压泵的排量共同决定输出流量的大小，以此来控制液压缸上升和下降的速度；负载过重心时伺服电机可吸收负载势能，负载下降时平衡阀将多余的流量导入油箱，保证液压缸在上升和下降时液压泵都有合适的吸油和压油流量。齿轮泵在系统中起到补油作用；对于负载的锁止，使用插装阀组成的开关回路进行控制，避免了使用平衡阀锁止带来的节流损失，使负载的上升和下降同时具有较高的液压效率。本发明提出的闭式液压回路，克服了传统阀控液压系统的缺点，具有效率更高，体积更小，重量更轻的特点，能够实现负载快速起竖。载快速起竖。载快速起竖。


技术研发人员：姚建勇 王拓
受保护的技术使用者：南京理工大学
技术研发日：2021.12.10
技术公布日：2022/4/5