一种起重机轴荷平衡装置及平衡方法与流程

本发明涉及起重机油气悬架系统，具体涉及一种起重机轴荷平衡装置及平衡方法。

背景技术：

1、目前，轮式起重机已经发展出8t到2600t的全系列产品，被广泛应用于城市建设施工、桥梁、隧道、石化、风电安装等领域。随着起重机自重的不断增加，车轴数量也发展至10轴甚至更多。不管起重机有多少个车轴，都会被分成两个轴组。图1中列举了部分分组形式，例如2轴起重机，前后轴各一组；再例如3轴起重机，可以分为1轴一组、2/3轴一组，或者1/2轴一组、3轴一组；又例如9轴起重机，可以分为1至6轴一组、7至9轴一组，或者其它分组形式。

2、全地面起重机采用油气悬架系统，如图2所示，根据工作状态可分为弹性状态和刚性状态。弹性状态下，悬架油缸两腔与蓄能器连接，当悬架油缸的载荷增加时油缸压缩，液压油回流到蓄能器中压缩蓄能器，使得系统压力升高，从而提高悬架系统承载能力。弹性状态下，油缸压缩时压力不断上升，因此压缩过程缓慢达到缓冲效果。刚性状态下，是将油缸大腔锁住，悬架油缸位置则固定在某一位置。全地面起重机正常行驶状态一般采用弹性状态，保证行驶舒适性；而轴荷相对较大的短距离转场则一般采用刚性状态，保证安全性。

3、全地面起重机轴组的几个车桥(轴)的悬架油缸之间通过管路和阀进行连接贯通，目的在于保证轴组之间的悬架油缸压力一致，从而保证悬架油缸承载力(推力)一致。然而，车轴上承受的载荷(即轴荷)等于悬架油缸的推力加上车轴自身的重量。受限于车轴桥驱动行驶的问题，车轴的重量是不完全一致的(车轴分为驱动轴、非驱动轴和贯通驱动轴，每种车轴结构不同，因此车轴本身会有一定差异，重量差异通常最多能达到1000kg)。这就导致当两个悬架油缸压力保持一致时，轴荷会因为车桥自身重量的差异而不同。

4、以下结合图2对上述的问题做进一步介绍：

5、轴组之间系统压力，1轴左悬架油缸压力p1l与2轴左悬架油缸压力p2l相等，1轴右悬架油缸压力p1r与2轴右悬架油缸压力p2r相等。

6、f1＝p1l*a+p1r*a＝p2l*a+p2r*a＝f2

7、fz1＝f1+gz1

8、fz2＝f2+gz2

9、其中，a为悬架油缸活塞杆面积(1、2轴悬架油缸活塞杆面积相同)，f1为1轴悬架油缸承载力，f2为2轴承悬架油缸载力，gz1为1轴车桥自重，gz2为2轴车桥自重，fz1为1轴轴荷，fz2为2轴轴荷。

10、可见，当gz1和gz2不相等时，fz1和fz2不相等。

11、此外，相关法律法规对每轴轴荷有要求，例如轴荷不得超过12t，由于车轴重量的差异，这就导致每个轴组中轴荷最大的轴荷不得超过12t，其余则小于12t，因此整机重量小于12*轴数，这对于起重机来说相当于整机重量要求更严格了(一般来说，起重机自身重量越重，起重机所能达到的臂长或者吊重性能也就越高)，因此起重机的性能会受到一定影响。

技术实现思路

1、发明目的：本发明的目的是提供一种起重机轴荷平衡装置及平衡方法，以实现轴组之间因车轴自重差异导致的轴荷差异的补偿，达到轴荷平衡的目的，发挥车轴的最大承载能力。

2、技术方案：本发明所述的起重机轴荷平衡装置，设置在不同车轴的悬架油缸之间，用于使不同车轴的悬架油缸的压力不一致，以补偿因车轴自重差异导致的轴荷差异，使车轴轴荷一致。

3、进一步地，所述的起重机轴荷平衡装置具有分别连接不同悬架油缸的a口和b口，以及连接蓄能器的p口，并被配置为无论液压油是从p口向a/b口流动，还是从a/b口向p口回流，a口和b口均有固定压差。

4、进一步地，所述的起重机轴荷平衡装置具有pa油路和pb油路，pb油路上并联有安装方向相反的第一背压阀和第一单向阀，其中第一单向阀自b口向p口单向导通；pa油路上并联有安装方向相反的第二背压阀和第二单向阀，其中第二单向阀自p口向a口单向导通；背压阀压力基于车轴自身重量差异确定。

5、进一步地，第一、第二背压阀完全相同，第一、第二单向阀完全相同。

6、进一步地，背压阀采用固定压力背压阀。

7、进一步地，背压阀采用可调压力背压阀。

8、本发明所述的起重机轴荷平衡方法，采用所述的起重机轴荷平衡装置，两个车轴的悬架油缸之间设置两套所述的起重机轴荷平衡装置，其中两车轴左悬架油缸之间设置一套，两车轴右悬架油缸之间设置一套。

9、进一步地，背压阀压力根据式(1)确定：

10、2*(x-y)*a＝δgz(1)

11、其中，x表示背压阀压力，y表示单向阀压力，a为悬架油缸活塞杆面积，δgz为两车轴自重的差值。

12、进一步地，当背压阀采用固定压力背压阀时，根据式(1)进行背压阀选型；当背压阀采用可调压力背压阀时，背压阀的压力根据式(1)进行调节。

13、进一步地，当轴组中车轴数量为三个以上时，在两两相邻的车轴对应的悬架油缸之间设置所述的起重机轴荷平衡装置，以使各车轴轴荷一致。

14、有益效果：本发明与现有技术相比，具有如下显著优点：

15、本发明通过在悬架油缸之间的管路上设置轴荷平衡装置，使得悬架油缸的内部压力不同，以此改变悬架油缸的承载力，使得各车轴悬架油缸推力加车轴自重一起达到目标值，从而弥补因车轴自重差异导致的轴荷差异。

技术特征：

1.一种起重机轴荷平衡装置，其特征在于，设置在不同车轴的悬架油缸之间，用于使不同车轴的悬架油缸的压力不一致，以补偿因车轴自重差异导致的轴荷差异，使车轴轴荷一致。

2.根据权利要求1所述的起重机轴荷平衡装置，其特征在于，所述的起重机轴荷平衡装置具有分别连接不同悬架油缸的a口和b口，以及连接蓄能器的p口，并被配置为无论液压油是从p口向a/b口流动，还是从a/b口向p口回流，a口和b口均有固定压差。

3.根据权利要求2所述的起重机轴荷平衡装置，其特征在于，所述的起重机轴荷平衡装置具有pa油路和pb油路，pb油路上并联有安装方向相反的第一背压阀和第一单向阀，其中第一单向阀自b口向p口单向导通；pa油路上并联有安装方向相反的第二背压阀和第二单向阀，其中第二单向阀自p口向a口单向导通；背压阀压力基于车轴自身重量差异确定。

4.根据权利要求3所述的起重机轴荷平衡装置，其特征在于，第一、第二背压阀完全相同，第一、第二单向阀完全相同。

5.根据权利要求3或4所述的起重机轴荷平衡装置，其特征在于，背压阀采用固定压力背压阀。

6.根据权利要求3或4所述的起重机轴荷平衡装置，其特征在于，背压阀采用可调压力背压阀。

7.一种起重机轴荷平衡方法，采用权利要求3至6中任一项所述的起重机轴荷平衡装置，其特征在于，两个车轴的悬架油缸之间设置两套所述的起重机轴荷平衡装置，其中两车轴左悬架油缸之间设置一套，两车轴右悬架油缸之间设置一套。

8.根据权利要求7所述的起重机轴荷平衡方法，其特征在于，背压阀压力根据式(1)确定：

9.根据权利要求8所述的起重机轴荷平衡方法，其特征在于，当背压阀采用固定压力背压阀时，根据式(1)进行背压阀选型；当背压阀采用可调压力背压阀时，背压阀的压力根据式(1)进行调节。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的起重机轴荷平衡方法，其特征在于，当轴组中车轴数量为三个以上时，在两两相邻的车轴对应的悬架油缸之间设置所述的起重机轴荷平衡装置，以使各车轴轴荷一致。

技术总结
本发明公开了一种起重机轴荷平衡装置及平衡方法，所述的起重机轴荷平衡装置设置在不同车轴的悬架油缸之间，具有分别连接不同悬架油缸的A口和B口，以及连接蓄能器的P口，并被配置为无论液压油是从P口向A/B口流动，还是从A/B口向P口回流，A口和B口均有固定压差；所述的起重机轴荷平衡装置能够使不同车轴的悬架油缸的压力不一致，以补偿因车轴自重差异导致的轴荷差异，使车轴轴荷一致。本发明能够实现车轴轴荷平衡，提升起重机性能。

技术研发人员：任印美,王志芳,朱威,张付义,赵磊,韩玉习
受保护的技术使用者：徐州重型机械有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/8