电液伺服集成卷扬机

1.本发明电液伺服集成卷扬机，涉及卷扬机液压系统技术领域，尤其涉及电液伺服集成的卷扬机。


背景技术：

2.卷扬机在机械设备领域已经得到了广泛的应用，现今采用的卷扬机大多为电动机驱动液压泵定速转动，再通过液压泵变量机构和伺服阀改变液压油的流速和方向，从而达到控制卷扬机收/放绳的目的。但是，这种液压系统驱动的卷扬机常出现设备体积大、安装不便的缺点，同时这种方法采用伺服阀对液压系统进行控制，对液压油的清洁度要求较高，伺服阀容易损坏且价格昂贵。
3.针对上述现有技术中所存在的问题，研究设计一种新型的电液伺服集成卷扬机，从而克服现有技术中所存在的问题是十分必要的。


技术实现要素：

4.针对上述卷扬机液压系统体积大、安装不变，对液压油清洁度要求高、伺服阀容易损坏且昂贵的问题，而提供一种电液伺服集成式卷扬机。本发明主要利用集成阀块连接液压泵站，使卷扬机液压系统得以集成化、小型化；通过采用伺服电机控制液压泵转速和转向从而取代伺服阀的方法，降低了液压系统对油液清洁度的要求，同时避免了伺服阀的高昂成本。
5.本发明采用的技术手段如下：
6.一种电液伺服集成卷扬机包括：泵站模块和滚筒模块；泵站模块和滚筒模块通过供油管路相连接；
7.进一步地，泵站模块包括：伺服电机、双向液压泵、油箱和集成阀块；伺服电机和双向液压泵分别固定安装在集成阀块的两侧，伺服电机和双向液压泵相连接；油箱安装于集成阀块上，位于双向液压泵的一侧，并将双向液压泵封闭于其中；
8.进一步地，滚筒模块包括：液压马达、顺序阀和滚筒；
9.进一步地，液压马达的输出端与滚筒相连接，带动滚筒转动；
10.进一步地，顺序阀布置于主油路上，位于液压马达进油口前，当电液伺服系统驱动卷扬机放绳时，顺序阀可以使主油路产生一定背压，防止卷扬机超速。
11.进一步地，集成阀块的内部设置有具有内部流道的主油路a和主油路b；主油路a和主油路b的两端分别与设置于集成阀块上的主油路a进油孔、主油路a出油孔、主油路b进油孔及主油路b出油孔相通；
12.进一步地，主油路a进油孔和主油路b进油孔设置于邮箱内部；
13.进一步地，主油路a出油孔和主油路b出油孔分别通过供油管路与顺序阀相连接；
14.进一步地，主油路a为卷扬机放绳时液压系统的高压油路，主油路b为卷扬机收绳时液压系统的高压油路。
15.进一步地，集成阀块还设置有伺服电机安装接孔、双向液压泵安装接孔、油箱安装接孔和电机轴孔；
16.进一步地，伺服电机安装接孔和双向液压泵安装接孔分别设置于集成阀块的两侧，用于安装伺服电机和双向液压泵；
17.所述的油箱安装接口设置于双向液压泵的一侧，用于无泄漏的安装油箱；
18.进一步地，电机轴孔贯穿集成阀块，伺服电机的电机轴通过电机轴孔穿过，与双向液压泵相连接。
19.进一步地，集成阀块还设置有通过螺纹插装的单向阀a、溢流阀a、液控单向阀a、单向阀b、溢流阀b、液控单向阀b和二位四通电磁换向阀；
20.进一步地，二位四通电磁换向阀的a口通向液控单向阀b的控制口x，b口堵死。p口连接主油路a，t口与油箱相连接
21.进一步地，单向阀a和单向阀b分别设置于通向油箱的主油路a和主油路b上，通向油箱的油路，经过同一个吸油滤器进行补油；
22.进一步地，液控单向阀a和液控单向阀b分别与液压马达的两个进油口相连通，用于锁闭油路、隔离液压马达的高压；
23.进一步地，溢流阀a和溢流阀b分别与连接主油路a、主油路b和油箱，用于在主油路压力过大时保护主油路。
24.进一步地，油箱包括：吸油滤器、空气滤清器、温度表和液位计；
25.进一步地，吸油滤器连接在通向油箱的油路上，用于将油箱内的污物与主油路隔离开来；
26.进一步地，空气滤清器安装在油箱的加油口，用于减少加入油箱的液压油中的杂质，包括：灰尘、沙粒；
27.进一步地，温度表和液位计设置于邮箱上，用于显示油箱内液压油的温度和深度。
28.进一步地，顺序阀上还设置有压力传感器，用于向控制系统反馈液压马达的输入和排出压力。
29.进一步地，伺服电机与双向液压泵的连接采用两种方式；一种为伺服电机的输出轴与双向液压泵通过联轴器相连接，另一种为伺服电机的输出轴直接插入双向液压泵内，作为其输入轴相连接。
30.本发明的工作过程为：
31.当卷扬机收绳时，二位四通电磁换向阀右侧得电，二位四通电磁换向阀右位通，液控单向阀b的控制口与主油路a相通；双向液压泵向主油路b排油，高压油使液控单向阀a和液控单向阀b开启，高压油无阻碍地通过顺序阀后进入液压马达，驱动液压马达带动卷扬机进行收绳。
32.当卷扬机放绳时，二位四通电磁换向阀右侧得电，二位四通电磁换向阀右位通，液控单向阀b的控制口与主油路a相通；双向液压泵向主油路a排油，高压油使液控单向阀a和液控单向阀b开启，高压油进入液压马达后驱动液压马达带动卷扬机进行放绳；此时液压马达出口的顺序阀防止液压马达的转速超速。
33.当卷扬机放绳动作结束时，二位四通电磁换向阀电圈失电，二位四通电磁换向阀在弹簧的作用下左位通；此时液控单向阀b控制口通向油箱，液控单向阀b在液压马达排油
压力的作用下迅速关死，使液压马达迅速停止转动，避免卷扬机发生溜绳现象。
34.较现有技术相比，本发明具有以下优点：
35.1、本发明提供的电液伺服集成卷扬机，将卷扬机分成泵站模块和滚筒模块，采用集成阀块容纳卷扬机的电液伺服系统，使卷扬机液压系统集成化，缩小了液压卷扬机的整体体积；
36.2、本发明提供的电液伺服集成卷扬机，用伺服电机完成对液压油流速和方向的控制，降低液压系统对液压油的清洁度要求，使卷扬机液压系统更加可靠
37.3、本发明提供的电液伺服集成卷扬机，用定量泵取代变量泵，降低液压系统的成本
38.4、本发明提供的电液伺服集成卷扬机，取消了伺服阀，避免了伺服阀出现损坏的维修更换费用
39.5、本发明提供的电液伺服集成卷扬机，液压系统中的换向阀数量得到减少，减小了液压系统的内部泄漏，提高卷扬机的工作效率。
40.综上，应用本发明的技术方案解决了现有技术中的体积大、安装不变，对液压油清洁度要求高、伺服阀容易损坏且昂贵的问题。
附图说明
41.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
42.图1为本发明结构示意图；
43.图2为本发明集成阀块结构示意图；
44.图3为本发明液压系统图。
45.图中：1、伺服电机 2、双向液压泵 3、油箱3.1、吸油滤器3.2、空气滤清器3.3、温度表3.4、液位计4、集成阀块4.1、主油路a进油孔4.2、主油路b进油孔4.3、单向阀a 4.4、溢流阀a 4.5、液控单向阀a 4.6、单向阀b 4.7、溢流阀b 4.8、液控单向阀b 4.9、二位四通电磁换向阀4.11、主油路a出油孔4.12、主油路b出油孔4.13、电机轴孔 5、液压马达6顺序阀、7、滚筒 8、压力传感器。
具体实施方式
46.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
47.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
48.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
49.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
50.在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
51.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
52.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
53.如图1、2所示，本发明提供了一种电液伺服集成卷扬机包括：泵站模块和滚筒模块；泵站模块和滚筒模块通过供油管路相连接；泵站模块包括：伺服电机1、双向液压泵2、油箱3和集成阀块4；伺服电机1和双向液压泵2分别固定安装在集成阀块4的两侧，伺服电机1和双向液压泵2相连接；油箱3安装于集成阀块4上，位于双向液压泵2的一侧，并将双向液压泵2封闭于其中；滚筒模块包括：液压马达5、顺序阀6和滚筒7；液压马达5的输出端与滚筒7相连接，带动滚筒7转动；顺序阀6布置于主油路上，位于液压马达5进油口前，当电液伺服系统驱动卷扬机放绳时，顺序阀6可以使主油路产生一定背压，防止卷扬机超速。
54.如图1、2所示，集成阀块4的内部设置有具有内部流道的主油路a和主油路b；主油路a和主油路b的两端分别与设置于集成阀块4上的主油路a进油孔4.1、主油路a出油孔4.11、主油路b进油孔4.2及主油路b出油孔4.12相通；主油路a进油孔4.1和主油路b进油孔4.2设置于邮箱3内部；主油路a出油孔4.11和主油路b出油孔4.12分别通过供油管路与顺序
阀6相连接；主油路a为卷扬机放绳时液压系统的高压油路，主油路b为卷扬机收绳时液压系统的高压油路。
55.如图2所示，集成阀块4还设置有伺服电机安装接孔、双向液压泵安装接孔、油箱安装接孔和电机轴孔4.13；伺服电机安装接孔和双向液压泵安装接孔分别设置于集成阀块4的两侧，用于安装伺服电机1和双向液压泵2；油箱安装接口设置于双向液压泵2的一侧，用于无泄漏的安装油箱3；电机轴孔4.13贯穿集成阀块4，伺服电机1的电机轴通过电机轴孔4.13穿过，与双向液压泵2相连接。
56.如图2所示，集成阀块4还设置有通过螺纹插装的单向阀a4.3、溢流阀a4.4、液控单向阀a4.5、单向阀b4.6、溢流阀b4.7、液控单向阀b4.8和二位四通电磁换向阀4.9；二位四通电磁换向阀4.9的a口通向液控单向阀b4.8的控制口x，b口堵死。p口连接主油路a，t口与油箱3相连接；单向阀a4.3和单向阀b 4.6分别设置于通向油箱3的主油路a和主油路b上，通向油箱3的油路，经过同一个吸油滤器3.1进行补油；液控单向阀a4.5和液控单向阀b4.8分别与液压马达5的两个进油口相连通，用于锁闭油路、隔离液压马达5的高压；溢流阀a4.4和溢流阀b4.7分别与连接主油路a、主油路b和油箱3，用于在主油路压力过大时保护主油路。
57.如图3所示，油箱3包括：吸油滤器3.1、空气滤清器3.2、温度表3.3和液位计3.4；吸油滤器3.1连接在通向油箱3的油路上，用于将油箱3内的污物与主油路隔离开来；空气滤清器3.2安装在油箱3的加油口，用于减少加入油箱3的液压油中的杂质，包括：灰尘、沙粒；温度表3.3和液位计3.4设置于邮箱3上，用于显示油箱3内液压油的温度和深度。
58.如图1所示，顺序阀6上还设置有压力传感器8，用于向控制系统反馈液压马达5的输入和排出压力。
59.伺服电机1与双向液压泵2的连接采用两种方式；一种为伺服电机1的输出轴与双向液压泵2通过联轴器相连接，另一种为伺服电机1的输出轴直接插入双向液压泵2内，作为其输入轴相连接。
60.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。