[发明专利]一种混凝土泵车液压平衡限速控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种混凝土泵车液压平衡限速控制装置。

背景技术

混凝土泵车液压系统中，由油缸受力平衡条件可知（参见图2），当力臂处于变幅运动过程中时，由于力臂(L)等的大小随着变幅角度的大小而发生改变，从而会导致油缸受力（F）也随变幅角度的改变而改变。另外，由于外界冲击等原因，也会致使油缸受力（F）发生变化。                                                          （1）

（1）式中，F为缸盖压力，P_b为油缸无杆腔压力，A_b为活塞面积。

从油缸运动速度控制层面上来说，力臂运动速度是通过改变与之相连的控制阀的开口大小来实现的，油缸的速度大小取决于流过控制阀的流量大小。当通过控制阀的流量发生改变，油缸的运动速度也会发生改变。控制阀的流量大小按下式计算：

      （2）

（2）式中，Q为控制阀出油流量;C_d为流量系数; A为阀芯流通截面积；P_b为油缸无杆腔压力;P_T为液压系统回油背压；△P为油缸无杆腔压力与液压系统回油背压P_T的差值；ρ为液压油的密度。

也即，流量Q的大小与油缸无杆腔压力P_b的大小有关。当控制阀的开口大小一定时，整个运动机构所处的位置不同，从而压力P_b也不相同，故控制阀出油流量Q也会发生相应改变，导致油缸等执行机构运动速度会发生改变。

对于传统液压系统而言，为了实现平衡限速的功能，应使通过控制阀的液压油流量尽可能保持稳定。现有技术中，一般是在执行机构（油缸）与回油控制阀之间增加一平衡限速阀，使P_b发生变化时，流过回油控制阀的流量尽可能保持稳定，但其效果不佳，工作可靠性较差，适用范围小；还有一种方法是通过增加一节流装置，以提高液压油回流速度刚度，减少P_b发生改变时对液压油流量Q的影响，但该方法效果也不佳，很难满足用户的精确需求。

发明内容

为了克服现有技术存在的上述缺陷，本发明提供一种工作效率高，可靠性好，适用范围大的混凝土泵车液压平衡限速控制装置。

本发明的技术方案是：其包括液压油箱、压力传感器Ⅰ、压力传感器Ⅱ、位移传感器、执行机构（油缸等）、回油控制阀，液压油箱通过液压油路Ⅰ与压力传感器Ⅰ连接，压力传感器Ⅰ通过液压油路Ⅱ与执行机构（油缸等）连接 ，执行机构（油缸等）通过液压油路Ⅲ连接回油控制阀，回油控制阀通过液压油路Ⅳ连接位移传感器，位移传感器通过液压油路Ⅴ连接压力传感器Ⅱ，压力传感器Ⅱ通过液压油路Ⅵ连接液压油箱。

使用本发明之混凝土泵车液压平衡限速控制装置的限速控制方法是：混凝土泵车开始工作，操作人员输入制定流量Q（制定流量是指执行机构达到目标位置时所对应的流量）；读取两压力传感器数值；由位移传感器读取回油控制阀阀芯位移；计算阀芯流通面积，从而得出流过的流量；当流过的流量达到设定流量范围内时，回油控制阀开口不变 实现平衡限速。当流过流量未达到设定流量范围内时，计算当前压差下，流过流量所需的控制阀开口面积并计算出所对应的阀开口大小，发出指令调整为所计算控制阀开口大小。

 本发明通过压力传感器检测回油控制阀两侧压力并通过对两侧压力大小进行比较，调整回油控制阀开口大小，调节流量大小，从而实现平衡限速的功能。

本发明结构简单，紧凑，工作效率高，可靠性好，适用范围大。

附图说明

图1 是本发明混凝土泵车液压平衡限速控制装置的结构框图；

图2是混凝土泵车力臂变化示意图；

图3 是使用本发明混凝土泵车液压平衡限速控制装置控制方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

参照图1，本实施例包括液压油箱1、压力传感器Ⅰ2、压力传感器Ⅱ6、位移传感器5、执行机构（油缸）3、回油控制阀4，液压油箱1通过液压油路Ⅰ与压力传感器Ⅰ2连接，压力传感器Ⅰ2通过液压油路Ⅱ与执行机构（油缸）3连接 ，执行机构（油缸）3通过液压油路Ⅲ连接回油控制阀4，回油控制阀4通过液压油路Ⅳ连接位移传感器5，位移传感器5通过液压油路Ⅴ连接压力传感器Ⅱ6，压力传感器Ⅱ6通过液压油路Ⅵ连接液压油箱1。

参照图3，使用本发明之混凝土泵车液压平衡限速控制装置的限速控制方法是：步骤31为起始步骤，混凝土泵车开始工作；接着执行步骤32，输入制定流量Q指令（流过控制阀的流量Q与控制阀开口大小和控制阀前后两侧压力有关，即， 式中C_d 为流量系数，可认为是恒定值；P_T1、P_T2 为 控制阀前后两侧的压力；ρ为液压油的密度; A阀开口面积 ；X为阀开口位置大小）；然后执行步骤33，通过压力传感器Ⅰ2和压力传感器Ⅱ6读取阀芯两侧压力P_T1、P_T2；执行步骤34，通过位移传感器5读取阀芯位移X；再执行步骤35，通过阀芯位移X计算阀开口面积A（从前述公式可知，阀开口面积A与阀芯开口位置X 有以下关系式）；执行步骤36，由流通面积计算流过的流量Qc（按照计算）；再执行步骤37，当时，执行步骤 38，计算当前控制阀两侧压力差下，流过流量Q所需阀开口面积A；再执行步骤39，计算阀开口面积A所对应的阀开口大小X1；接着执行步骤310，发出指令将阀芯开口大小调整为X1；然后再返回执行步骤33；当时，执行步骤311，回油控制阀4开口大小保持不变；再执行步骤312，调整结束，实现混凝土泵车液压平衡限速功能。