动臂塔式起重机及其防后倾装置 【技术领域】
本发明涉及动臂塔式起重机， 尤其涉及动臂塔式起重机的防后倾装置。背景技术 动臂塔式起重机的起重臂 ( 动臂 ) 可以从水平位置变幅到接近竖向位置， 在水平 时为最小幅度， 在接近竖向时为最大幅度， 在臂架变幅到接近竖向时， 由于惯性载荷与风载 荷的影响， 臂架会后倾撞到 A 字架上安装的防后倾装置上。
在动臂塔式起重机中， 防后倾装置主要作用 ： 1、 防止起重臂在变幅过程中向后倾 翻； 2、 解决起重臂和塔顶之间存在的刚性或刚度较大的冲击问题。
目前， 防后倾装置系统可以分为机械弹簧式、 单一液压式、 液压与弹簧结合式三 类。
机械弹簧式， 结构简单， 成本不高， 但是弹簧刚度通常较大或压缩行程较短， 致使 起重臂变幅时未至极限， 便刚性接触， 受力不合理， 不能够满足超大型动臂塔机工作需要。
单一液压式， 其油缸柱塞在惯性力和液压力作用下与缸底直接碰撞， 使机件容易 损坏， 漏油现象发生时， 压力不够， 容易造成臂架倾翻。
液压与弹簧结合式， 就是油缸内部采用弹簧与液压油共同起作用的形式。现有超 大型动臂塔式起重机一般采用液压弹簧式防后倾装置。 在起重臂和防后倾装置一开始接触 时， 防后倾装置的弹簧和液压就同时起作用， A 字架 ( 塔架 ) 和伸缩臂之间存在刚性冲击。
发明内容
本发明的目的在于提供一种动臂塔式起重机的防后倾装置， 以减小 A 字架和伸缩 臂之间的刚性冲击问题。同时本发明还提供了一种具有该防后倾装置的动臂塔式起重机。
为此， 本发明一方面提供了一种动臂塔式起重机的防后倾装置， 包括 ： 至少一个防 后倾油缸， 各防后倾油缸包括设置在油缸无杆腔中的弹簧， 固定连接在油缸筒上的悬臂， 安 装在悬臂上的行程开关， 固定连接在油缸的活塞杆的撞头上的检测件， 其中， 检测件在活塞 杆回缩至预定行程时与行程开关接触配合并且具有预定配合行程 ； 以及控制油路， 包括与 各防后倾油缸的有杆腔连接的第一油路及与各防后倾油缸的无杆腔连接的第二油路， 第一 油路和第二油路分别连接至油箱， 其中， 第二油路上设有卸荷支路， 卸荷支路上设有卸荷用 插装阀和控制卸荷支路通断的电磁换向阀， 其中， 电磁换向阀与行程开关电连接， 电磁换向 阀在行程开关和检测件处于预定配合行程时得电、 控制卸荷支路处于断开状态。
进一步地， 上述检测件具有圆柱状外表面。
进一步地， 上述检测件为圆筒状检测件， 圆筒状检测件的内径大于油缸筒的外径， 圆筒状检测件的靠近油缸筒的第一端为敞开端， 圆筒状检测件的远离油缸筒的第二端固定 连接至撞头上。
进一步地， 上述第二油路上还包括与卸荷支路并联的第一支路和第二支路， 其中， 第一支路上设有单向阀， 用于防后倾油缸的无杆腔从油箱中吸油， 第二支路上设有溢流阀。进一步地， 上述防后倾油缸还包括位于防后倾油缸的无杆腔中与活塞或活塞杆固 定连接的导向管， 其中， 弹簧套设在导向管上。
进一步地， 上述导向管在活塞杆回缩至最大行程时与防后倾油缸尾座抵接。
进一步地， 上述油箱包括与第二油路连接的快换接头和与第一油路连接的球阀。
进一步地， 上述至少一个防后倾油缸包括第一油缸和第二油缸， 防后倾装置还包 括： 横梁， 铰接在动臂塔式起重机的 A 字塔上， 并且横向连接并列设置的第一油缸和第二油 缸， 其中， 第一油缸和第二油缸分别通过柔性链牵引至 A 字塔上， 第一油缸和第二油缸分别 通过斜腹杆与横梁连接。
进一步地， 上述油箱固定设置在横梁上。
根据本发明的另一方面， 提供了一种动臂塔式起重机， 包括 A 字塔， 该 A 字塔上安 装有根据上面所描述的防后倾装置。
本发明具有以下有益效果 ：
在本发明中， 本发明的防后倾装置具有三级刚度， 提高了油缸的伸缩与起重臂变 幅的同步性， 使得动臂与防后倾装置之间刚性冲击明显减小， 提高了塔机起重机的安全性 能。
除了上面所描述的目的、 特征和优点之外， 本发明还有其它的目的、 特征和优点。 下面将参照图， 对本发明作进一步详细的说明。附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解， 本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明， 并不构成对本发明的不当限定。在附图中 ：
图 1 示出了根据本发明的动臂塔式起重机的防后倾装置的使用状态图 ；
图 2 示出了根据本发明的动臂塔式起重机的防后倾装置的结构示意图 ；
图 3 示出了根据本发明的动臂塔式起重机的防后倾装置的侧视图 ；
图 4 示出了根据本发明的动臂塔式起重机的防后倾装置的柔性链的结构示意图 ；
图 5 示出了根据本发明的动臂塔式起重机的防后倾装置的油缸的结构示意图， 其 中， 油缸的活塞杆处于第一刚度阶段 ；
图 6 示出了图 5 所示的防后倾装置的油缸的俯视结构 ；
图 7 示出了根据本发明的动臂塔式起重机动臂的液压弹簧式防后倾装置的液压 原理图 ；
图 8 示出了图 5 所示的油缸的活塞杆处于第二刚度阶段的结构示意图 ； 以及
图 9 示出了图 5 所示的油缸的活塞杆处于第三刚度阶段的结构示意图。 具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明， 但是本发明可以由权利要求限定 和覆盖的多种不同方式实施。
动臂塔式起重机的防后倾装置即机械领域所涉及的缓冲器或缓冲装置。
图 1 示出了根据本发明的动臂塔式起重机的防后倾装置的结构示意图。如图 1 所 示， 防后倾装置 100 安装在动臂塔式起重机的 A 字塔 200 上， 并且通过柔性链 300 牵引至 A字塔的塔架上， 与处于变幅状态的动臂 400 抵接在一起， 起到防止动臂 400 后倾的作用。
图 2 示出了根据本发明的动臂塔式起重机的防后倾装置的结构示意图， 图 3 示出 了根据本发明的动臂塔式起重机的防后倾装置的侧视图。如图 2 和图 3 所示， 防后倾装置 100 包括两防后倾油缸 10 和横梁 50， 横梁 50 具有铰接在动臂塔式起重机的 A 字塔上的铰 接座 51， 并且横向连接并列设置的两防后倾油缸 10。其中， 各防后倾油缸 10 分别具有用于 与柔性链 300 连接的连接座 11， 各油缸分别通过斜腹杆 70 与横梁 50 连接， 形成三角形结 构。
图 4 示出了根据本发明的动臂塔式起重机的防后倾装置的柔性链的结构示意图。 如图 4 所示， 柔性链 300 由三件弓形卸扣 301、 306、 307、 一件花兰 302、 两个连接环 303 和 305、 以及一段起重链 304 构成。 其中， 第一弓形卸扣 301、 花兰 302、 第二弓形卸扣 306、 连接 环 303、 起重链 304、 连接环 305、 第三弓形卸扣 307 顺次连接。 该柔性链具有长度可调， 安装 方便， 使用快捷的特点。
图 5 示出了根据本发明的动臂塔式起重机的防后倾装置的油缸的结构示意图， 图 6 示出了图 5 所示的防后倾装置的油缸的俯视结构。如图 5 和图 6 所示， 本发明的防后倾 油缸包括 ： 缸体 110， 包括缸筒 111、 位于缸筒两端的缸盖 112 和尾座 113 ； 带有与缸筒 111 配合活塞 114 的活塞杆 115 ； 弹簧 116， 抵接在尾座 113 和活塞杆 115 之间， 行程开关 117， 安装在悬臂 118 上， 悬臂 118 固定连接至缸体 110 上 ； 以及检测件 119， 固定连接在活塞杆 115 的撞头 115a 上， 在活塞杆回缩至预定行程时与行程开关接触配合并且具有预定配合行 程 H。
类似于普通油缸， 在缸体 110 的无杆腔和有杆腔分别设有液压油口 10a， 以便液压 油进入或排出缸体 110。
油缸的活塞杆 115 在伸缩工作状态或自由状态中， 随时都有可能转动， 采用传统 的一一对应触点方式， 很难保证准确可靠的启动或关闭行程开关 117， 从而影响液压系统工 作。
在本发明中， 检测件 119 优选为圆筒状检测件， 与活塞杆 115 同轴布置， 圆筒状检 测件 119 的内径大于缸筒 111 的外径， 圆筒状检测件 119 的内径大于缸筒的外径， 圆筒状检 测件 119 的靠近缸筒的第一端为敞开端， 圆筒状检测件的远离缸筒的第二端固定连接至活 塞杆 115 的撞头 115a 上， 圆筒状检测件 119 的外表面 119a 与行程开关 117 接触配合。
当行程开关位于预定配合行程 H 时， 行程开关触发信号并且保持该触发信号， 该 触发信号可用于液压元件例如电磁换向阀的控制。本发明采用圆筒状检测件的设计， 无论 活塞杆 115 怎么转动， 行程开关都能够准确及时地被触动， 从而启动或关闭电磁阀， 保证液 压系统正常工作。
优选地， 圆筒状检测件 119 的外表面 119a 的边缘为锥形过渡面 119b， 以便行程开 关 117 的接触滚轮顺畅地滑动至圆筒状检测件 119 的外表面。
优选地， 本发明的油缸还包括固定连接至活塞杆 115 上的导向体 121， 该导向体 121 沿活塞杆轴向向尾座方向延伸， 其中， 弹簧 116 套设在导向体 121 上， 该导向体 121 具有 与尾座 113 抵接的端部。当活塞杆的回缩距离等于 S 时， 导向体 121 的端部与底座 113 抵 接。
在本发明中， 导向体是非常有作用的， 一方面导向体为弹簧提供导向和保护作用，减少了弹簧与缸体内壁的直接摩擦， 提高结构件的寿命。 另一方面， 当活塞杆回缩至最大位 移时， 导向体上的弹簧接近零压缩量， 导向体与缸体底座顶死， 此时为完全刚性接触， 减少 了活塞的直接碰撞， 对整个油缸起到最后的保护作用。
上述导向体与缸体底座顶死的过程出现在起重臂过度变幅时， 弹簧所在的缸体内 部的液压油已经溢流或液压系统有漏油情况， 此接触起到最后保护的作用， 在动臂塔机正 常工作过程中基本上不会出现上述过程。
活塞 114 套设在活塞杆 115 上， 活塞杆 115 上具有轴肩 115b， 活塞的一侧由轴肩 115b 轴向定位， 另一端由导向体 121 轴向定位。 通过此种方式固定活塞， 活塞的安装和拆卸 操作均非常方便。
上述导向体 121 优选为导向管， 螺接至活塞杆 115 上并且与活塞杆 115 之间设置 有紧定螺钉 122。如此， 导向管的安装方便并且可以作为轴向定位件， 对活塞 114 进行轴向 定位。
缸盖 112 螺接至缸筒 111 上并且与缸筒 111 之间设置有紧定螺钉 123， 以实现缸盖 112 的固定。
图 7 示出了根据本发明的动臂塔式起重机动臂的液压弹簧式防后倾装置的液压 原理图。如图 7 所示， 防后倾油缸 10 的有杆腔 111 与第一油路 20 相连， 防后倾油缸 10 的 无杆腔 113 与第二油路 30 相连， 第一油路 20 和第二油路 30 连接至油箱 40。 其中， 第二油路 30 上并联有第一支路 31、 第二支路 33 和第三支路 35( 即卸荷支 路 )， 其中， 第一支路 31 上设有单向阀 32， 第二支路 33 上设有溢流阀 34， 第三支路 35 上设 有卸荷用插装阀 36 和控制第三支路 35 通断的电磁换向阀 37， 其中， 电磁换向阀 37 与防后 倾油缸 10 上的行程开关 117 电连接。
结合参照图 2 和图 3， 油箱 40 固定设置在横梁 50 上， 向防后倾油缸 10 供油。具体 地， 在油箱上设置快换接头 41 和球阀 43， 第二油路 30 连接至快换接头 41， 第一油路 20 连 接至球阀 43， 调节球阀 43 的开度， 可控制吸油速度。
上述电磁换向阀 37 为常开式电磁换向阀， 在未得电时， 第三支路是连通的， 当得 电时， 第三支路断开。电磁换向阀 37 优选地为两位三通电磁换向阀， 插装阀 36 的出油口通 过电磁换向阀 37 择一地与油箱 40 连通， 或通过节流孔 38 与插装阀 36 的进油口一侧的油 路连通。其中， 节流孔 38 形成油阻， 起到了防止插装阀 36 的出油口一侧的压力大于插装阀 36 的进油口一侧的压力的问题。
优选地， 上述溢流阀 34、 插装阀 36 和电磁换向阀 37 形成一整体阀块， 具有进油口 A 和出油口 B， 单向阀 31 连接至进油口 A 和出油口 B 即可， 安装方式简单可靠。
下面结合图 5、 图 7、 图 8 和图 9 对防后倾装置的工作原理进行说明。
如图 7 所示， 防后倾装置处于第一刚度阶段。当动臂 400( 即起重臂 ) 与防后倾油 缸 10 的撞头 115a 接触时， 此时起重臂处于 α 角， 起重臂继续变幅至 β 角 (β ＞ α)， 这段 过程中， 活塞杆 115 开始压缩弹簧 116， 液压油不参与工作， 液压油经流量较大的插装阀 36 溢流回油箱 40， 此过程的接触类似柔性接触。
如图 8 所示， 防后倾装置处于第二刚度阶段。当压缩弹簧 116 到一定位置时， 即到 达预定配合行程 H 时， 触发行程开关 117 使电磁换向阀 37 换左位指示插装阀 36 关闭， 液压 和钢弹簧同时工作， 油缸内部压力逐渐增大， 此时若当压力超过溢流阀预先设定压力值时，
液压油经流量较小的溢流阀溢流回油箱， 此过程的接触是刚度相对较大的接触， 能够柔性 制动起重臂俯仰变幅。
如图 9 所示， 防后倾装置处于三级刚度阶段， 此时防后倾油缸的活塞杆与缸底顶 死， 形成完全刚性体， 此过程的接触是完全刚性接触。
当起重机离开防后倾油缸 10 的撞头 115a 时， 弹簧释放， 在活塞杆的拉动下， 防后 倾油缸经由单向阀 32 从油箱 40 中吸油。
本发明的防后倾装置具有三级刚度， 使得动臂与防后倾装置之间刚性冲击明显减 小， 提高了塔机起重机的安全性能。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已， 并不用于限制本发明， 对于本领域的技 术人员来说， 本发明可以有各种更改和变化。 凡在本发明的精神和原则之内， 所作的任何修 改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。