强夯机及其防后倾装置、防后倾系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种强夯机的防后倾装置，其中，所述防后倾装置包括两端分别连接在所述强夯机的臂架和基座上的防后倾油缸。利用液压装置来防止强夯机的臂架后倾。本发明还公开了一种强夯机的防后倾系统和强夯机，通过对液压油路的压力的控制以控制防后倾装置的刚度，从而根据强夯机工作的具体工况来调整防后倾油缸的刚度，使防后倾装置在不同工况下不同的刚度，起到合适的缓冲作用，从而提高强夯机的安全性。
【专利说明】强夯机及其防后倾装置、防后倾系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及工程机械领域，具体地，涉及一种强夯机的防后倾装置、防后倾系统和强夯机。
【背景技术】
[0002]强夯机是一种用起重设备反复将夯锤起吊到一定高度后，利用自动脱钩释放载荷或带锤自由下落，以给地基以强大的冲击能量的夯击，提高地基强度的工程机械设备。
[0003]对于强夯机来说，突然卸载对于强夯机是正常且频繁的工况。因此，强夯机的臂架经常受到突然卸载这一宽频激励的作用而处于振动状态。
[0004]目前国内强夯施工设备大多以中小吨位安装用履带起重机为基础进行改装。提升夯锤时，起重机桁架臂的钢丝绳在夯锤重力与提升加速度的作用下，产生较大的拉力，钢丝绳被拉长，起重机桁架臂自身也在夯锤作用下发生一定变形，储存了一定能量。当夯锤提升到额定高度后，自动脱钩器控制夯锤脱钩，起重机一瞬间卸去载荷，起重机臂架由于其自身及钢丝绳的弹性储能作用，发生剧烈振动并释放能量，导致起重机臂架和相关机件受到冲击，轻则使起重机有关机件提前损坏，重则造成臂架向后倾翻，甚至发生臂架提前断裂的情况。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种强夯机的防后倾装置，实现该防后倾装置刚度分级设计，实时检测臂架振动，实现防后倾装置的多级刚度控制，构成强夯机防后倾安全保障系统，以满足臂架安全工作的要求。
[0006]为了实现上述目的，本发明提供一种强夯机的防后倾装置，其中，所述防后倾装置包括两端分别连接在所述强夯机的臂架和基座上的防后倾油缸，所述防后倾油缸的有杆腔和无杆腔分别通过控制油路连接到油箱，所述无杆腔与所述油箱之间还连接有防后倾调压油路。
[0007]优选地，所述防后倾油缸包括油缸筒和能够相对于油缸筒伸缩的活塞杆，所述油缸筒铰接在所述基座上，所述臂架上设置有滑槽，所述活塞杆的头部设置在该滑槽内并能沿滑槽在该滑槽的长度范围内相对于所述臂架滑动。
[0008]优选地，所述防后倾油缸包括油缸筒和能够相对于油缸筒伸缩的活塞杆，所述油缸筒铰接在所述臂架上，所述基座上设置有滑槽，所述活塞杆的头部设置在该滑槽内并能沿滑槽在该滑槽的长度范围内相对于所述基座滑动。
[0009]优选地，所述防后倾调压油路为多条，每条所述防后倾调压油路上分别设置有防后倾控压阀，以能够根据所述防后倾油缸的无杆腔的压力选择性地使所述防后倾调压油路中的防后倾调压油路工作而使得所述无杆腔具有不同的油压值。
[0010]优选地，所述防后倾控压阀包括压力控制阀和/或流量控制阀，所述压力控制阀为溢流阀，所述流量控制阀为可调式节流阀。[0011]优选地，所述防后倾调压油路包括第一防后倾调压油路、第二防后倾调压油路和第三防后倾调压油路，其中，
[0012]所述第一防后倾调压油路包括串联连接的第一电磁开关阀和可调式节流阀；
[0013]所述第二防后倾调压油路包括串联连接的第二电磁开关阀和第一溢流阀；
[0014]所述第三防后倾调压油路包括第二溢流阀；
[0015]其中，所述第三防后倾调压油路上的第二溢流阀的溢流开启油压值大于所述第二防后倾调压油路上的第一溢流阀的溢流开启油压值，所述第二防后倾调压油路上的第一溢流阀的溢流开启油压值大于所述第一防后倾调压油路工作时的所述无杆腔的油压值。
[0016]本发明还提供一种强夯机的防后倾系统，该防后倾系统包括防后倾装置、检测器、处理器和执行器，其中，所述防后倾装置为根据本发明所述的防后倾装置，
[0017]所述检测器用于检测所述强夯机的夯锤下落前的运动状态参数，并将该运动状态参数传送到所述处理器；
[0018]所述处理器用于在所述夯锤下落前根据所述运动状态参数计算所述夯锤的冲击能量E，并且根据所述冲击能量E选择所述防后倾装置中相应的所述防后倾调压油路工作，并将所述防后倾调压油路的选择信号传送到所述执行器；
[0019]所述执行器在所述夯锤下落前根据所述选择信号使得所选择的防后倾调压油路导通，并使得其它防后倾调压油路保持截止；
[0020]其中，所述冲击能量E的值越大，所述执行器控制所述防后倾调压油路导通后的所述无杆腔的油压值越小。
[0021]优选地，所述检测器用于检测所述夯锤下落高度h以及加速度a，并将高度h和加速度a传送到所述处理器；
[0022]所述处理器用于储存夯锤质量m，重力加速度g，并根据E=mXhX (a+g)来计算所述冲击能量E。
[0023]优选地，所述检测器还用于检测所述夯锤下落后所述强夯机的臂架的振动状态参数，并将该振动状态参数传送到所述处理器；
[0024]所述处理器用于在所述夯锤下落后根据所述振动状态参数值选择相应的所述防后倾调压油路，并将所述防后倾调压油路的选择信号传送到所述执行器；
[0025]所述执行器在所述夯锤下落后根据所述选择信号使得所述选择的防后倾调压油路导通，并使得其它防后倾调压油路保持截止；
[0026]其中，所述振动的能量值越大，所述执行器控制所述防后倾调压油路导通后的所述无杆腔的油压值越小。
[0027]优选地，所述检测器用于实时检测所述夯锤下落后作为所述振动状态参数的所述臂架振动的振动加速度以及所述臂架振动的波峰幅值，并将该臂架振动加速度和波峰幅值传送到所述处理器；
[0028]所述处理器用于储存所述臂架振动的最大加速度值，实时计算所述臂架振动加速度的振动加速度平均值，计算该振动加速度平均值与最大加速度值的比值h ；
[0029]所述处理器还用于实时计算相邻的臂架振动的所述波峰幅值的比值k2，将比值Ic1和比值k2求和相加计算k，根据所述k的值选择相应的所述防后倾调压油路，并将所述防后倾调压油路的选择信号传送到所述执行器，[0030]其中，所述k的值越大，所述执行器控制所述防后倾调压油路导通后的所述无杆腔的油压值越小。
[0031]优选地，所述处理器还用于储存比值的Ic1的阈值和bp比值k2的阈值a2和b2，以及比值的h在不同取值区间时的权重％和比值k2在不同取值区间时的权重％的值，其中 0 < a: < bj, 0 < a2 < b2,0< co:<1,0< co 2<1,
[0032]将比值Ic1与阈值a:和Id1进行比较,根据Ic1 ( a1； a: < k: < h1和Id1 ( k:的三个比值h的取值区间分别选择相应的％的值；将比值与k2与阈值a2和b2进行比较，根据k2 ( a2，a2 < k2 < b2和b2 ( k2的三个比值k2的取值区间分别选择相应的《2的值，并计算振动k的值为Id1XkAco2Xk;^
[0033]本发明还提供一种强夯机，其中，该强夯机包括本发明所述的防后倾系统。
[0034]通过上述技术方案，利用液压装置来防止强夯机的臂架后倾。通过对液压油路的压力的控制以控制防后倾装置的刚度，从而根据强夯机工作的具体工况来调整防后倾油缸的刚度，使防后倾装置在不同工况下不同的刚度，起到合适的缓冲作用，从而提高强夯机的安全性。
[0035]本发明的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0036]附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中: [0037]图1A是根据本发明的防后倾装置的一种实施方式的结构示意图；
[0038]图1B是根据本发明的防后倾装置的另一种实施方式的结构示意图；
[0039]图2是根据本发明的防后倾装置的优选实施方式的示意图；
[0040]图3是根据本发明的防后倾系统的优选实施方式的示意图。
[0041]附图标记说明
[0042]I防后倾油缸 4基座
[0043]5滑槽11第一电磁阀开关
[0044]12可调式节流阀21第二电磁开关阀
[0045]22第一溢流阀 31第二溢流阀
【具体实施方式】
[0046]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0047]在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常根据附图中所示的方向或者实际应用中的方向，并结合说明书中的描述具体适当的理解。
[0048]本发明提供一种强夯机的防后倾装置，其中，所述防后倾装置包括两端分别连接在所述强夯机的臂架和基座4上的防后倾油缸1，所述防后倾油缸I的有杆腔和无杆腔分别通过控制油路连接到油箱，所述无杆腔与所述油箱之间还连接有防后倾调压油路。
[0049]本发明的防后倾装置包括防后倾油缸1，该防后倾油缸I的两端分别连接到强夯机的臂架和基座4上，从而在强夯机的臂架发生后倾的时候提供支撑。[0050]优选地，所述防后倾油缸I包括油缸筒和能够相对于油缸筒伸缩的活塞杆，所述油缸筒铰接在所述基座4上，所述臂架上设置有滑槽5，所述活塞杆的头部设置在该滑槽5内并能沿滑槽5在该滑槽5的长度范围内相对于所述臂架滑动。
[0051]或者，优选地，所述防后倾油缸I包括油缸筒和能够相对于油缸筒伸缩的活塞杆，所述油缸筒铰接在所述臂架上，所述基座4上设置有滑槽5，所述活塞杆的头部设置在该滑槽5内并能沿滑槽5在该滑槽5的长度范围内相对于所述基座4滑动。
[0052]本发明的防后倾装置除了包括防后倾油缸I之外，还可以包括其他机械或气液压结构，也可以包括与该防后倾油缸I相连接的液压管路以及其他机械结构，本发明对此不加以限制。
[0053]为了更好理解文中“刚度”一词，这里予以特别说明。防后倾油缸I是可以压缩的，使得防后倾油缸I犹如一个刚性很强的弹簧。因此，防后倾油缸I被压缩时，防后倾油缸I及其液压控制回路会对强夯机臂架产生类似于弹簧被压缩而产生的反作用力，这一反作用力由防后倾装置的整体刚度特性决定，从而体现了防后倾装置的整体刚度特性。
[0054]具体来看，在夯锤跌落前，防后倾油缸I的无杆腔具有一定的压力，该压力的大小由与防后倾油缸连接的液压管路中的压力决定，该压力决定了防后倾装置对强夯机臂架的基础支撑力。
[0055]当夯锤跌落后，强夯机臂架发生振动或后倾，防后倾油缸I的活塞杆受压，使得防后倾油缸I的无杆腔中油液压力升高。此时，由臂架传递至防后倾油缸I上的负载决定无杆腔中液体的压力，反过来，无杆腔中液体的压力也决定了防后倾油缸I对臂架的反作用力。此时，如果防后倾装置的整体刚度过大，防后倾油缸I对臂架的反作用力也就很大，会对强夯机臂架产生较大有害的冲击，重则导致臂架剧烈振动至断裂。
[0056]为了使强夯机臂架能快速、有效的重新达到稳定平衡，基于两方面的考虑，一方面降低防后倾装置对臂架的有害冲击力，一方面让油液能够更及时的带走更多的能量，根据实际工况对防后倾液压控制回路的压力控制进行设计和选择，以使得防后倾装置的整体刚度能够根据强夯机的实际工况而进行相应的设置。
[0057]通过上述技术方案，利用包括防后倾油缸I的防后倾装置来防止强夯机的臂架后倾。通过对液压油路的压力的控制，从而根据强夯机工作时的具体工况来调整防后倾油缸的总体刚度，使防后倾装置在不同工况下具有适当的刚度，起到适当的缓冲作用，从而提高强夯机的安全性。
[0058]优选地，所述防后倾油缸I的有杆腔和无杆腔分别通过控制油路连接到油箱，所述无杆腔与所述油箱之间还连接有防后倾调压油路。为了能够对防后倾油缸I的无杆腔的压力进行控制，本发明的防后倾油缸I的无杆腔与油箱之间还连接有多条防后倾调压油路，从而根据强夯机的实际工况来适当地调节防后倾油缸I的无杆腔的压力。
[0059]其中，有杆腔和无杆腔与油箱之间连接有控制油路来控制防后倾油缸I的活塞的伸缩，例如利用现有技术中通常使用的二位三通换向阀的油路等进行控制。
[0060]优选地，所述多条防后倾调压油路中，每条所述防后倾调压油路上分别设置有防后倾控压阀，以便能够根据所述防后倾油缸I的无杆腔的压力选择性地使所述多条防后倾调压油路中的某条防后倾调压油路工作而使得所述无杆腔具有不同的油压值。
[0061]当防后倾油缸I的无杆腔中油液的压力升高至回路中压力控制阀如溢流阀的溢流开启压力，防后倾液压控制回路中的油液会通过溢流阀流回油箱，从而带走臂架振动和后倾运动传递至防后倾油缸I的能量。
[0062]其中，每条防后倾调压油路能够调节，只需要选择适当的液压阀并进行相应的设置即可。而且，在无杆腔和油箱之间还可以设置有其他油路，例如单向阀或者其他控制阀。
[0063]该防后倾调压油路上的防后倾控压阀可以为任何适用的液压阀及其他液压开关元件，当防后倾油缸I的无杆腔的压力值在一定的范围内时能够使得多条防后倾调压油路中的一条导通，并且在该防后倾调压油路导通后，该条防后倾调压油路上的防后倾空压阀能够将防后倾油缸I的无杆腔的压力控制并保持在一定的压力值。
[0064]并且，在不同的防后倾调压油路导通时，无杆腔的压力值的范围不同。从而使得防后倾油缸的无杆腔在不同的压力值区间，都能够选择相应的防后倾调压油路导通，并且使防后倾油缸I的无杆腔的压力保持在一定的压力值，以保持一定的支撑力以防止臂架后倾。
[0065]优选地，所述防后倾控压阀包括压力控制阀和/或流量控制阀。更优选地，所述压力控制阀为溢流阀，所述流量控制阀为可调式节流阀。
[0066]上面例举了利用溢流阀和可调式节流阀构成防后倾调压油路的优选实施方式，需要说明的是，该实施方式仅仅是作为本发明的优选实施方式进行举例说明，任何能够实现所述的功能需要的现有技术中的液压元件都可以应用到本发明中，以控制防后倾油缸I的无杆腔的压力。
[0067]根据本发明的优选实施方式，在强夯机工作时，如果出现后倾现象，防后倾油缸I的活塞杆缩回，从而无杆腔的体积减小，无杆腔中的压力增大，这时就自动地选择导通一条防后倾调压油路(具体的控制方法将在下文进行详细介绍)，从而使得无杆腔中的压力维持在一定值，即具有一定的力支撑防后倾油缸I的活塞杆以防止其继续缩回，这样就使防后倾油缸I体现出不同的整体刚度。
[0068]优选地，所述防后倾调压油路包括第一防后倾调压油路、第二防后倾调压油路和第三防后倾调压油路，其中，
[0069]所述第一防后倾调压油路包括串联连接的第一电磁开关阀11和可调式节流阀12 ；
[0070]所述第二防后倾调压油路包括串联连接的第二电磁开关阀21和第一溢流阀22 ；
[0071]所述第三防后倾调压油路包括第二溢流阀31 ；
[0072]其中，所述第三防后倾调压油路上的第二溢流阀的溢流开启油压值大于所述第二防后倾调压油路上的第一溢流阀22的溢流开启油压值，所述第二防后倾调压油路上第一溢流阀22的溢流开启油压值大于所述第一防后倾调压油路工作时的所述无杆腔的油压值。
[0073]在如图1所示的优选实施方式中，该防后倾装置包括三条防后倾调压油路，并且该三条防后倾调压油路上分别设置有不同的防后倾控压阀，从而使得三条防后倾调压油路在工作时能够分别使防后倾油缸的无杆腔保持在不同的压力值。
[0074]其中，第一防后倾调压油路包括串联连接的第一电磁开关阀11和可调式节流阀
12。该可调式节流阀12为流量控制阀，通过控制通过该可调式节流阀12的流量来控制可调式节流阀12的两端的压力差值，即控制防后倾油缸I的无杆腔的压力值。并且该可调式节流阀12的流量可调，因此可以也可以根据实际情况对通过的流量进行适量的调整，从而相应地改变可调式节流阀12工作时两端的压力，即改变在可调式节流阀12工作时防后倾油缸I的无杆腔的压力。该第一防后倾调压油路通过第一电磁开关阀11控制导通和截止。根据强夯机的工况，认为应当将防后倾油缸I的无杆腔的压力值控制在该可调式节流阀12工作时该防后倾油缸I的无杆腔所能达到的压力值时，控制第一电磁开关阀11导通，从而使得第一防后倾调压油路工作，并保持其他防后倾调压油路截止或者不工作。
[0075]第二防后倾调压油路包括串联连接的第二电磁开关阀21和第一溢流阀22。其中，第一溢流阀是压力控制阀，当根据强夯机的工况选择第二防后倾调压油路来调节防后倾油缸I的无杆腔的压力时，控制第二电磁开关阀21导通，根据溢流阀的工作原理，能够将防后倾油缸I的无杆腔的压力值保持在该第二溢流阀的溢流开启油压值。
[0076]第三防后倾调压油路包括第二溢流阀31，该第二溢流阀31的工作原理与第一溢流阀22的工作原理和工作方式相同，此处不再赘述。
[0077]需要说明的是，第一防后倾调压油路和第二防后倾调压油路可以分别通过控制第一电磁开关阀11和第二电磁开关阀21的导通来控制开始工作。即根据对强夯机实际工况的判断选择相应的防后倾调压油路。
[0078]对于第二防后倾调压油路和第三防后倾调压油路，当选择其第二防后倾调压油路或第三防后倾调压油路对防后倾油缸I的无杆腔进行调压时，此时防后倾油缸I的无杆腔的压力值通常要大于相应的第一溢流阀22或第二溢流阀31的溢流开启油压值，这样才能使得相应的溢流阀启动工作。
[0079]其中，第二溢流阀31的溢流开启油压值大于第一溢流阀22的溢流开启油压值，而第一溢流阀22的溢流开启油压值大于第一防后倾调压油路工作时可调式节流阀12两端的压力差，即第一防后倾调压油路工作时所述无杆腔的油压值。也就是说在本实施方式中，第三防后倾调压油路工作时无杆腔的压力大于第二防后倾调压油路工作时无杆腔的压力，第二防后倾调压油路工作时无杆腔的压力大于第一防后倾调压油路工作时无杆腔的压力。即第三防后倾调压油路工作时防后倾油缸I的刚度大于第二防后倾调压油路工作时防后倾油缸I的刚度，第二防后倾调压油路工作时防后倾油缸I的刚度大于第一防后倾调压油路工作时防后倾油缸I的刚度。
[0080]当防后倾油缸I的无杆腔的压力值小于第三防后倾调压油路的第二溢流阀31的溢流开启油压值时，第三防后倾调压油路不工作，此时通过对该强夯机的工况进行
[0081]如图3所示，为了简化控制，本实施方式中的第三防后倾调压油路上不必设置电磁开关阀，当防后倾油缸的无杆腔的压力大于第二溢流阀31的溢流开启油压值时，此时强夯机的工况刚好对应于利用第三条防后倾调压油路进行缓冲的情况，那么第三防后倾调压油路的第二溢流阀31就自动开启工作。同理地，当根据强夯机的工况而需要选择第二条防后倾调压油路进行缓冲时，此时防后倾油缸的无杆腔的压力一定大于第一溢流阀22的溢流开启油压值，并且小于第二溢流阀31的溢流开启油压值。
[0082]以上例举了优选实施方式，本发明并不限于此，可以根据实际情况设置任意适合的数量的防后倾调压油路，以及各条防后倾调压油路可以根据需要设置为不同的工作压力值。该防后倾调压油路的设计的原则就是要使防后倾调压油路对防后倾油缸I的无杆腔的压力的调节都能在防后倾油缸I的有效工作范围内使臂架的振动得到有效降低。[0083]本发明还提供了一种强夯机的防后倾系统，该防后倾系统包括防后倾装置、检测器、处理器和执行器，其中，所述防后倾装置为本发明所述的防后倾装置，
[0084]所述检测器用于检测所述强夯机的夯锤下落前的运动状态参数，并将该运动状态参数传送到所述处理器；
[0085]所述处理器用于在所述夯锤下落前根据所述运动状态参数计算所述夯锤的冲击能量E，并且根据所述冲击能量E选择所述防后倾装置中相应的所述防后倾调压油路工作，并将所述防后倾调压油路的选择信号传送到所述执行器；
[0086]所述执行器在所述夯锤下落前根据所述选择信号使得所选择的防后倾调压油路导通，并使得其它防后倾调压油路保持截止；
[0087]其中，所述冲击能量E的值越大，所述执行器控制所述防后倾调压油路导通后的所述无杆腔的油压值越小。
[0088]根据本发明的防后倾系统，在夯锤下落前就根据夯锤的运动状态参数确定夯锤的冲击能量E，然后根据该冲击能量E选择相应的防后倾调压油路工作，以调节防后倾油缸I的无杆腔的压力。
[0089]在强夯机的工作过程中，夯锤的冲击能量E是决定臂架的后倾程度的主要参数，因此通过对冲击能量E的检测可以预先地初步判断臂架所需要的大致防后倾装置的等级，即根据冲击能量E预先地选择相应的防后倾调节油路。
[0090]该夯锤的运动状态参数包括夯锤的位置、速度、加速度等多种状态，本发明的检测器可以优选地对能够确定夯锤冲击能量E的运动状态参数进行检测，并且该检测器包括相应的传感器等装置。
[0091]在夯锤下落之前，在没有其他干扰的情况下，冲击能量E的值越大，表示强夯机的臂架后倾时的作用力就越大，此时臂架对防后倾油缸I的作用力就越大，防后倾油缸I的无杆腔的压力较高，此时所选择的的防后倾调压油路应当将无杆腔的压力调低，即减小无杆腔对防后倾油缸I的活塞杆的阻力，也就是说选择使防后倾油缸I表现出的整体刚度值较小的防后倾调压油路，以起到缓冲作用。根据上文所述的优选实施方式，冲击能量E的值越大，选择的防后倾调压油路工作时防后倾油缸I的无杆腔的油压值越小，即防后倾油缸I的整体刚度值较小。
[0092]优选地，所述检测器用于检测所述夯锤下落高度h以及加速度a，并将高度h和加速度a传送到所述处理器；
[0093]所述处理器用于储存夯锤质量m,重力加速度g,并根据E=mXhX (a+g)来计算所述冲击能量E。
[0094]更优选地，所述检测器包括高度传感器和加速度传感器。
[0095]根据强夯机的工作原理，夯锤的重力势能和动能转化成夯锤的冲击能量E，因此根据物理原理，利用E=mXhX (a+g)来计算所述冲击能量E。当然，该冲击能量E也可以根据现有技术中任何适用于本发明的方法测量或计算。
[0096]需要说明的是，高度传感器也可以用倾角传感器代替，该倾角传感器用于测量臂架相对于水平面的倾角Θ，利用公式h=LXsin0求出夯锤下落高度，Θ为臂架倾角，L为臂架长度。夯锤的质量m—般是可知并可人工预置，直接储存在处理器中。
[0097]优选地，所述检测器还用于检测所述夯锤下落后所述强夯机的臂架的振动状态参数，并将该振动状态参数传送到所述处理器；
[0098]所述处理器用于在所述夯锤下落后根据所述振动状态参数值选择相应的所述防后倾调压油路，并将所述防后倾调压油路的选择信号传送到所述执行器；
[0099]所述执行器在所述夯锤下落后根据所述选择信号使得所述选择的防后倾调压油路导通，并使得其它防后倾调压油路保持截止；
[0100]其中，所述振动的能量值越大，所述执行器控制所述防后倾调压油路导通后的所述无杆腔的油压值越小。
[0101]在夯锤下落之后，冲击能量E除了作用在例如地基地面等对象之外，还会经过钢丝绳传递到臂架上，从而在臂架上引起振动。该冲击能量E可能会在臂架上引起多个不同频率的振动，因此该振动可能为多个振动的叠加。并且，该冲击能量E可以通过臂架的振动状态参数来体现。
[0102]臂架的振动会随时间逐渐衰减，相应所需要的防后倾油缸I的刚度就逐渐增强。因此如果在整个臂架的振动过程中都采用同一个防后倾调压油路工作，防后倾油缸I的无杆腔的压力始终保持为一个值，防后倾油缸I的刚度不变，就无法满足臂架在其他工况下的防后倾效果，防后倾油缸I就无法起到理想的缓冲效果。
[0103]在本优选实施方式中，根据振动状态参数值的大小选择防后倾调压油路。振动状态参数可以根据需要而进行选择，例如振动的能量、振幅、频率等参数，例如，振动的能量越大，其振幅通常就会越大，臂架的偏移量就会越大，因此需要防后倾油缸I的活塞杆的缓冲量较大，防后倾油缸I的刚度较小，即防后倾油缸I的无杆腔的压力较小；振动的能量越小，其振幅通常就会越小，臂架的偏移量就会越小，因此需要防后倾油缸I的活塞杆的缓冲量较小，防后倾油缸I的刚度较大，即防后倾油缸I的无杆腔的压力较大。
[0104]优选地，所述检测器用于实时检测所述夯锤下落后作为所述振动状态参数的所述臂架振动的振动加速度以及所述臂架振动的波峰幅值，并将该振动加速度和波峰幅值传送到所述处理器；
[0105]所述处理器用于储存所述臂架振动的最大加速度值，实时计算所述振动加速度的振动加速度平均值，计算该振动加速度平均值与最大加速度值的比值h ；
[0106]所述处理器还用于实时计算相邻的臂架振动的所述波峰幅值的比值k2，将比值Ic1和比值k2求和相加计算k，根据所述k的值选择相应的所述防后倾调压油路，并将所述防后倾调压油路的选择信号传送到所述执行器，
[0107]其中，所述k的值越大，所述执行器控制所述防后倾调压油路导通后的所述无杆腔的油压值越小。
[0108]根据上文所述的优选实施方式，通常采用检测振动状态参数值来选择防后倾调压油路。在本优选实施方式中，具体地，用振动加速度平均值与最大加速度值的比值h与相邻时刻的所述波峰幅值的比值k2之和k来作为选择防后倾调压油路的依据。
[0109]优选地，所述检测器包括加速度传感器和位移传感器。该检测器用于检测臂架振动的振动加速度以及臂架振动的波峰幅值。
[0110]优选地，所述处理器还用于储存比值的Ic1的阈值ai和b1;比值k2的阈值a2和b2，以及比值的h在不同取值区间时的权重Q1和比值k2在不同取值区间时的权重ω2的值，其中 O < B1 < bj, O < a2 < b2,0< ω 0< ω2<1,[0111]将比值Ii1与阈值B1和bi进行比较，根据k! ^ a1； B1 < k! < bi和bi ( Ii1的三个比值h的取值区间分别选择相应的O1的值，将比值与k2与阈值a2和b2进行比较，根据k2 ( a2，a2 < k2 < b2和b2 ( k2的三个比值k2的取值区间分别选择相应的ω2的值，并计算振动k的值为Ii=Co1XkACo2Xk;^
[0112]本优选实施方式在上文所述的优选实施方式的基础上，将上述匕、k2划分为多个取值区间，以通过kp k2的值来在预先设置的权重值的列表里选择相应的权重值，从而在计算k时分别与相应的权重值相乘再相加。
[0113]其中，阈值&1、bp a2、b2的值可以根据经验值以及实验数据进行选择设置，本领域技术人员在本发明的发明构思下，通过对强夯机在不同的工况下进行实验，并将实验结果中比值的匕和比值k2的值与臂架的后倾情况进行对照性的处理即可设置比值的匕的阈值Si1和bp和比值k2的阈值a2和b2。
[0114]权重ω,Ρ ω2决定了 Ic1和匕的值分别对臂架后倾情况的影响程度，并且当比值的匕和比值k2的值在不同的取值区间时，权重(^和ω2的值也相应地变化，本领域技术人员在本发明的发明构思下，根据经验值以及实验数据对权重《1和ω2进行选择设置，并建立权重O1和《2的数据表，在使用时直接通过计算得出的比值的Ic1和比值k2的值来查表获得其各自的权重ω i和ω 2。
[0115]本发明还提供一种强夯机，其中，该强夯机包括本发明所述的防后倾系统。
[0116]以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
[0117]另外需要说明的是，在 上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0118]此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
【权利要求】
1.一种强夯机的防后倾装置，其特征在于，所述防后倾装置包括两端分别连接在所述强夯机的臂架和基座(4)上的防后倾油缸(I )，所述防后倾油缸(I)的有杆腔通过控制油路连接到油箱，所述无杆腔与所述油箱之间还连接有防后倾调压油路。
2.根据权利要求1所述的防后倾装置，其特征在于，所述防后倾油缸(I)包括油缸筒和能够相对于油缸筒伸缩的活塞杆，所述油缸筒铰接在所述基座(4)上，所述臂架上设置有滑槽(5)，所述活塞杆的头部设置在该滑槽(5)内并能沿滑槽(5)在该滑槽(5)的长度范围内相对于所述臂架滑动。
3.根据权利要求1所述的防后倾装置，其特征在于，所述防后倾油缸(I)包括油缸筒和能够相对于油缸筒伸缩的活塞杆，所述油缸筒铰接在所述臂架上，所述基座(4)上设置有滑槽(5)，所述活塞杆的头部设置在该滑槽(5)内并能沿滑槽(5)在该滑槽(5)的长度范围内相对于所述基座(4)滑动。
4.根据权利要求1所述的防后倾装置，其特征在于，所述防后倾调压油路为多条，每条所述防后倾调压油路 上设置有防后倾控压阀，以能够根据所述防后倾油缸(I)的无杆腔的压力选择性地使所述防后倾调压油路工作而使得所述无杆腔具有不同的油压值。
5.根据权利要求4所述的防后倾装置，其特征在于，所述防后倾控压阀包括压力控制阀和/或流量控制阀，所述压力控制阀为溢流阀，所述流量控制阀为可调式节流阀。
6.根据权利要求4所述的防后倾装置，其特征在于，所述防后倾调压油路包括第一防后倾调压油路、第二防后倾调压油路和第三防后倾调压油路，其中， 所述第一防后倾调压油路包括串联连接的第一电磁开关阀(11)和可调式节流阀(12)； 所述第二防后倾调压油路包括串联连接的第二电磁开关阀(21)和第一溢流阀(22)； 所述第三防后倾调压油路包括第二溢流阀(31)； 其中，所述第三防后倾调压油路上的第二溢流阀的溢流开启油压值大于所述第二防后倾调压油路上的第一溢流阀(22)的溢流开启油压值，所述第二防后倾调压油路上的第一溢流阀(22)的溢流开启油压值大于所述第一防后倾调压油路正常工作时的所述无杆腔的油压值。
7.一种强夯机的防后倾系统，该防后倾系统包括防后倾装置、检测器、处理器和执行器，其特征在于，所述防后倾装置为根据权利要求1-6中任意一项所述的防后倾装置， 所述检测器用于检测所述强夯机的夯锤下落前的运动状态参数，并将该运动状态参数传送到所述处理器； 所述处理器用于在所述夯锤下落前根据所述运动状态参数计算所述夯锤的冲击能量E，并且根据所述冲击能量E选择所述防后倾装置中相应的所述防后倾调压油路工作，并将所述防后倾调压油路的选择信号传送到所述执行器； 所述执行器在所述夯锤下落前根据所述选择信号使得所选择的防后倾调压油路导通，并使得其它防后倾调压油路保持截止； 其中，所述冲击能量E的值越大，所述执行器控制所述防后倾调压油路导通后的所述无杆腔的油压值越小。
8.根据权利要求7所述的防后倾系统，其特征在于， 所述检测器用于检测所述夯锤下落高度h以及加速度a，并将高度h和加速度a传送到所述处理器； 所述处理器用于储存夯锤质量m,重力加速度g,并根据E=mXhX (a+g)来计算所述冲击能量E。
9.根据权利要求7所述的防后倾系统，其特征在于， 所述检测器还用于检测所述夯锤下落后所述强夯机的臂架的振动状态参数，并将该振动状态参数传送到所述处理器； 所述处理器用于在所述夯锤下落后根据所述振动状态参数值选择相应的所述防后倾调压油路，并将所述防后倾调压油路的选择信号传送到所述执行器； 所述执行器在所述夯锤下落后根据所述选择信号使得所述选择的防后倾调压油路导通，并使得其它防后倾调压油路保持截止； 其中，所述振动的能量值越大，所述执行器控制所述防后倾调压油路导通后的所述无杆腔的油压值越小。
10.根据权利要求9所述的防后倾系统，其特征在于， 所述检测器用于实时检测所述夯锤下落后作为所述振动状态参数的所述臂架振动的振动加速度以及所述臂架振动的波峰幅值，并将该臂架振动加速度和波峰幅值传送到所述处理器； 所述处理器用于储存所述臂架振动的最大加速度值，实时计算所述臂架振动加速度的振动加速度平均值，计算该振动加速度平均值与最大加速度值的比值h ； 所述处理器还用于实时计算相邻的臂架振动的所述波峰幅值的比值k2，将比值匕和比值k2求和相加计算k，根据所述k的值选择相应的所述防后倾调压油路，并将所述防后倾调压油路的选择信号传送到所述执行器， 其中，所述k的值越大，所述执行器控制所述防后倾调压油路导通后的所述无杆腔的油压值越小。
11.根据权利要求9所述的防后倾系统，其特征在于， 所述处理器还用于储存比值的Ic1的阈值ai和bp比值k2的阈值a2和b2，以及比值的k:在不同取值区间时的权重％和比值k2在不同取值区间时的权重的值，其中0<&1< b1? 0 < a2 < b2，0〈 co ^1，0〈 co 2〈1， 将比值k:与阈值B1和b:进行比较，根据Ic1ai，ai < Ic1 < b:和b: ( k:的三个比值k:的取值区间分别选择相应的O1的值；将比值与k2与阈值a2和b2进行比较，根据k2 ( a2，a2 < k2 < b2和b2 ( k2的三个比值k2的取值区间分别选择相应的的值,并计算振动k的值为 Ic=Co1XkAw2Xk;^
12.一种强夯机，其特征在于，该强夯机包括权利要求7-11中任意一项所述的防后倾系统。
【文档编号】E02D3/046GK103663208SQ201310670792
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月10日 优先权日:2013年12月10日
【发明者】王曦鸣, 曾光, 付玲 申请人:中联重科股份有限公司