锁紧机构及设备水平运输的制作方法

1.本发明涉及设备锁紧技术领域，尤指一种基于液压缸串并联模式切换液压回路的锁紧机构及设备水平运输锁紧系统。


背景技术：

2.在特种运输车辆领域，为了保证水平运输的重型设备的平稳性、安全性，需对运输设备在运输前进行锁紧。传统的机械锁紧结构的锁紧力大小不易控制，操控缺乏柔性，多个锁紧机构同时工作时无法实现锁紧力的均衡输出，易造成设备损坏和局部锁紧不到位。
3.随着特种运输车辆的智能化、自动化水平的提高，如何设计一种能够将水平运输的高精密产品实现可靠锁紧，防止因突然刹车造成高精密产品出现的大惯性前冲，能确保特种运输车辆在水平运输时的内部设备的平稳性与安全性的设备水平运输锁紧机构，是亟需研究的课题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种锁紧机构及设备水平运输锁紧系统，其能够将水平运输的高精密产品实现可靠锁紧，防止因突然刹车造成高精密产品出现的大惯性前冲，能确保特种运输车辆在水平运输时的内部设备的平稳性与安全性。
5.为了实现上述目的，本发明的技术解决方案为：一种锁紧机构，其中包括多个双出杆双作用液压油缸和一三位四通电磁换向阀，所述液压油缸的活塞将缸体内腔分为正腔和反腔，多个所述液压油缸的正腔通过多个油管依次连接、多个所述反腔通过多个油管依次连接形成并联，或/和相邻所述液压油缸的正腔与反腔之间通过油管连接形成串联，所述正腔通过第一油管与所述三位四通电磁换向阀的a口连通，所述反腔通过第二油管与所述三位四通电磁换向阀的b口连通，并联的各所述油管上分别安装有电磁换向阀，串联的各所述油管上分别安装有带位置监测的两位三通电磁球阀。
6.本发明锁紧机构，其中串联的各所述油管分别通过第三油管与所述两位三通电磁球阀连接，所述第三油管上安装有球阀。
7.本发明锁紧机构，其中所述第一油管上安装有两个液控单向阀。
8.本发明锁紧机构，其中所述三位四通电磁换向阀的t口通过第四油管与所述第一油管连通，所述第四油管上安装有安全溢流阀。
9.本发明锁紧机构，其中所述第一油管和第二油管上分别安装有测压接头和压力传感器。
10.本发明锁紧机构，其中所述正腔和所述反腔的有效工作面积相等。
11.本发明锁紧机构，其中所述液压油缸包括所述缸体及设置于所述缸体内的所述活塞，所述活塞的两侧分别连接有活塞杆。
12.一种设备水平运输锁紧系统，其中包括运输设备、导向架及所述的锁紧机构，所述锁紧机构的各所述液压油缸的一活塞杆伸出所述缸体后与球座连接，所述球座上集成有接
近开关，当所述接近开关被触发后，使所述液压油缸推动所述导向架与所述运输设备接触。
13.本发明设备水平运输锁紧系统，其中所述缸体上集成有位移传感器。
14.本发明设备水平运输锁紧系统，其中所述缸体设置于安装架上，所述安装架由两个间隔设置的安装座及将两个所述安装座连接在一起的连接杆连接组成，所述安装座的上面具有弧形开口槽，所述缸体设置于两个所述开口槽内。
15.本发明设备水平运输锁紧系统，其中所述安装架上安装有可防止缸体转动的防转结构，所述防转结构包括设置于所述缸体外表面的两个第一耳板及设置于伸出的所述活塞杆上的第二耳板，两个所述第一耳板位于一所述安装座的两侧，两个所述第一耳板与所述第二耳板通过穿置的防转杆将所述安装座包围。
16.本发明设备水平运输锁紧系统，其中带位置监测的所述两位三通电磁球阀及所述电磁换向阀集成于液压控制阀组中。
17.采用上述方案后，本发明锁紧机构及设备水平运输锁紧系统具有以下有益效果：
18.1、本发明锁紧机构将多个液压油缸通过油管相互连接形成并联、串联，而通过切换并联的各油管上的电磁换向阀、串联的各油管上的带位置监测的两位三通电磁球阀，从而切换为不同功能的液压回路，实现锁紧前液压缸同步运动驱动导向架、及设备前进和液压缸异步运动适应设备偏载及满足运输时最大锁紧力载荷的要求；
19.2、通过在锁紧机构的第一油路上设置两个液控单向阀，形成双道液压锁，实现冗余锁紧功能，同时具有锁紧力过载自保护功能；
20.3、通过在缸体上集成位移传感器、在闭环油路上设置安全溢流阀，使位移传感器对闭环位置进行反馈，对安全溢流阀的安全溢流压力设定调节，使安全溢流阀满足运输时最大锁紧力载荷要求，能使锁紧机构对设备的锁紧位置和锁紧力进行精确控制，提高了锁紧系统的安全性，并具有很高的可靠性；
21.4、本发明设备水平运输锁紧系统将锁紧机构应用于水平运输设备上，可使高精密运输产品可靠锁紧、防止因突然刹车而造成高精密产品出现大惯性前冲，确保了特种运输车辆在水平运输时的内部设备的平稳性与安全性。
附图说明
22.图1是本发明设备水平运输锁紧系统的实施例俯视结构示意图；
23.图2是本发明设备水平运输锁紧系统的实施例的锁紧机构示意图；
24.图3是本发明的双作用液压油缸连接结构示意图。
具体实施方式
25.下面根据附图所示实施方式阐述本发明。此次公开的实施方式可以认为在所有方面均为例示，不具限制性。本发明的范围不受以下实施方式的说明所限，仅由权利要求书的范围所示，而且包括与权利要求范围具有同样意思及权利要求范围内的所有变形。
26.下面结合具体实施例阐述本发明设备水平运输锁紧方法的结构。
27.如图1所示本发明设备水平运输锁紧系统的实施例俯视结构示意图，包括圆柱形的运输设备1、导向架2及锁紧机构，导向架2位于运输设备1的后面。运输设备1的后端连接有滑轮结构，滑轮结构上滑动连接有钢丝绳4，钢丝绳4卷绕在卷筒5上。锁紧机构安装于运
输设备1的固定筒上。
28.参考图2所示，锁紧机构包括多个双出杆双作用液压油缸6和一三位四通电磁换向阀3，本实施例液压油缸6采用四个。液压油缸6包括缸体7，缸体7内腔设置有活塞8，活塞8的两侧分别连接有活塞杆11。活塞8将缸体7的内腔分为正腔9和反腔10。正腔9和反腔10的有效工作面积相等，即正腔9和反腔10的内腔横截面积相等。
29.四个液压油缸6通过油管依次连接形成并联和串联液压回路。即四个液压油缸6的正腔9依次通过油管连通、四个反腔10依次通过油管连通形成并联回路。四个液压油缸6中前一缸体7的正腔9(出油)与后一缸体7的反腔10(进油)通过油管连通形成串联回路(图3中右侧缸体7在前，左侧缸体7在后)。由于各液压油缸6的正腔9、反腔10的有效工作面积相等，因此各缸体7的进、出油流量相等，这样在缸体7无泄漏的情况下，即可实现四个液压油缸6的往复运动达到同步，无需其他同步控制元件。并联的四个正腔9之间的四个油管上分别安装有电磁换向阀14，串联的三个油管上分别安装有带位置监测的两位三通电磁球阀15。带位置监测的两位三通电磁球阀15可用于判断电磁球阀发生故障的故障状态，便于排故。
30.各缸体7的正腔9通过第一油管16与三位四通电磁换向阀3的a口连通，第一油管16上安装有两个液控单向阀17。各反腔10通过第二油管18与三位四通电磁换向阀3的b口连通。串联的各油管分别通过第三油管19与两位三通电磁球阀15连接，各第三油管19上分别安装有球阀20。球阀20可用于紧急工作状态下隔离某一液压油缸6，保证其余液压油缸6正常参与工作。三位四通电磁换向阀3的t口通过第四油管21与第一油管16连通，第四油管21上安装有安全溢流阀22。第一油管16和第二油管18上均安装有测压接头23和压力传感器24。
31.结合图3所示，上述的液压油缸6的缸体7分别安装于安装架25上。本实施例安装架25由两个间隔设置的安装座26及将两个安装座26的底部连接在一起的两个连接杆27连接组成。安装座26的上表面具有弧形开口槽28，缸体7贴合于两个安装座26的开口槽28内。缸体7上集成有位移传感器12。通过位移传感器12可测活塞8伸缩时的位移，通过上述压力传感器24可测液压油缸6的压力检测，并结合油源的驱动控制就可以实现液压油缸6的位移和输出锁紧力的精确控制。
32.各液压油缸6的其中一个活塞杆11伸出缸体7后分别与球座13连接。各球座13上分别集成有接近开关。四个球座13正对着导向架2。球座13的作用面为导向架2及运输设备1。
33.安装架25上安装有可防止缸体7转动的防转结构。防转结构包括设置于缸体7上的两个第一耳板29及设置于伸出的活塞杆11上的第二耳板30，两个第一耳板29位于靠近活塞杆11的安装座26的左右两侧，两个第一耳板29与第二耳板30通过穿置的防转杆31连接在一起。该安装座26被缸体7、两个第一耳板29及防转杆31包围，从而防止了缸体7相对安装座26转动。
34.上述带位置监测的两位三通电磁球阀15、球阀20、电磁换向阀14、测压接头23、压力传感器24、安全溢流阀22、液控单向阀17全部集成于一液压控制阀组32中。
35.使用前，为实现锁紧前四个液压油缸6同步驱动导向架2前进，将液压控制阀组32中的三个带位置监测的两位三通电磁球阀15及后三个电磁换向阀14全部通电换向，使四个液压油缸6实现串联。可实现四个液压油缸6的往复同步运动，从而同步驱动导向架2前进。
36.为实现锁紧前四个液压油缸6对运输设备1偏载状态的适应，将液压控制阀组32中
的三个带位置监测的两位三通电磁球阀15及四个电磁换向阀14根据集成于球座13上的接近开关的触发状态按下表1电磁阀控制逻辑表进行控制，确保导向架2与运输设备1间的贴合状态。
37.表1电磁阀控制逻辑表
[0038][0039]
使用时，为实现锁紧时的高可靠性和持续性，在液压控制阀组32中通过将液压油缸6的正腔9连接的第一油管16上安装两个液控单向阀17，相当于设置了双道液压锁，实现了系统的冗余锁紧。当其中一个液控单向阀17(第一道液压锁)失效时，另一个液控单向阀17(第二道液压锁)同样能够达到同等大小的锁紧力，提高了系统的可靠性。运输过程中，上述所有的电磁换向阀14、所有带位置监测的两位三通电磁球阀15均处于断电状态，四个液压油缸6为并联状态，可避免四个液压油缸6串联时的压力叠加问题。安全溢流阀22的设定压力可以四个液压油缸6的正腔9的作用面积之和作为有效作用面积。安全溢流阀22的设置用于限制最大锁紧力，可防止锁紧力过大超限导致将液压油缸6损坏，当锁紧系统的液压油缸6的压力超过安全溢流阀22的溢流压力时，安全溢流阀22打开，使液压油缸6的活塞杆11可相应收缩，降低锁紧力。
[0040]
本发明通过对上述四个液压油缸6的串、并联模式的切换，可实现锁紧前液压油缸6的同步运动驱动导向架2前进、液压油缸6异步运动适应运输设备1偏载及满足运输时最大
锁紧力载荷500kn的要求。
[0041]
结合图3所示，本发明设备水平运输锁紧系统的工作过程为：
[0042]
(1)首先在预定位置将锁紧机构的四个液压油缸6安放到位，且各液压油缸6均处于活塞杆11收缩到位状态，再将运输设备1安放到位后，将三位四通电磁换向阀3通电换向。参考上表1，将液压控制阀组32中三个带位置监测的两位三通电磁球阀15及后三个电磁换向阀14全部通电换向，使四个液压油缸6串联实现液压油缸6的往复运动达到同步，且锁紧系统的压力为四个液压油缸6的压力之和为6mpa，可解决四个液压油缸6并联工作时压力过低难以控制的问题；
[0043]
(2)当某一液压油缸6的球座13上的接近开关触发，使导向架2与运输设备1接触，将液压控制阀组32中三个带位置监测的两位三通电磁球阀15及四个电磁换向阀14根据上述表1控制逻辑表进行控制，直至安装于四个液压油缸6的球座13的四个接近开关均受到触发信号，完成导向架2与运输设备1间的完全贴合；
[0044]
(3)运输设备1水平运输过程中，将三个带位置监测的两位三通电磁球阀15及四个电磁换向阀14全部处于断电状态，此时四个液压油缸6为并联状态，四个液压油缸6单独承载，安全溢流阀22可实现在车辆急刹车造成设备惯性力超过500kn时溢流，使液压油缸6缓慢收缩，避免损坏液压系统，使产品缓慢向前运动，实现缓冲运动，确保产品的绝对安全；
[0045]
(4)运输设备1的水平运输结束后，需将运输设备1移除，将三位四通电磁换向阀3通电换向，将三个带位置监测的两位三通电磁球阀15及四个电磁换向阀14全部保持断电状态，四个液压油缸6处于并联状态，液压油缸6的反腔10进油即可实现四个缸体7回收到位，监测液压油缸6上集成的位移传感器12的位移值，当四个液压油缸6均回收至零位后，三位四通电磁换向阀3断电，油源电机停转，可以开展后续工作。
[0046]
以上所述实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

技术特征：
1.一种锁紧机构，其特征在于，包括多个双出杆双作用液压油缸和一三位四通电磁换向阀，所述液压油缸的活塞将缸体内腔分为正腔和反腔，多个所述液压油缸的正腔通过多个油管依次连接、多个所述反腔通过多个油管依次连接形成并联，或/和相邻所述液压油缸的正腔与反腔之间通过油管连接形成串联，所述正腔通过第一油管与所述三位四通电磁换向阀的a口连通，所述反腔通过第二油管与所述三位四通电磁换向阀的b口连通，并联的各所述油管上分别安装有电磁换向阀，串联的各所述油管上分别安装有带位置监测的两位三通电磁球阀。2.如权利要求1所述的锁紧机构，其特征在于，串联的各所述油管分别通过第三油管与所述两位三通电磁球阀连接，所述第三油管上安装有球阀。3.如权利要求1所述的锁紧机构，其特征在于，所述第一油管上安装有两个液控单向阀。4.如权利要求1所述的锁紧机构，其特征在于，所述三位四通电磁换向阀的t口通过第四油管与所述第一油管连通，所述第四油管上安装有安全溢流阀。5.如权利要求1所述的锁紧机构，其特征在于，所述第一油管和第二油管上分别安装有测压接头和压力传感器。6.如权利要求1所述的锁紧机构，其特征在于，所述正腔和所述反腔的有效工作面积相等。7.如权利要求1所述的锁紧机构，其特征在于，所述液压油缸包括所述缸体及设置于所述缸体内的所述活塞，所述活塞的两侧分别连接有活塞杆。8.一种设备水平运输锁紧系统，其特征在于，包括运输设备、导向架及权利要求1-7任一项所述的锁紧机构，所述锁紧机构的各所述液压油缸的一活塞杆伸出所述缸体后与球座连接，所述球座上集成有接近开关，当所述接近开关被触发后，使所述液压油缸推动所述导向架与所述运输设备接触。9.如权利要求8所述的设备水平运输锁紧系统，其特征在于，所述缸体上集成有位移传感器。10.如权利要求8所述的设备水平运输锁紧系统，其特征在于，所述缸体设置于安装架上，所述安装架由两个间隔设置的安装座及将两个所述安装座连接在一起的连接杆连接组成，所述安装座的上面具有弧形开口槽，所述缸体设置于两个所述开口槽内。11.如权利要求10所述的设备水平运输锁紧系统，其特征在于，所述安装架上安装有可防止缸体转动的防转结构，所述防转结构包括设置于所述缸体外表面的两个第一耳板及设置于伸出的所述活塞杆上的第二耳板，两个所述第一耳板位于一所述安装座的两侧，两个所述第一耳板与所述第二耳板通过穿置的防转杆将所述安装座包围。12.如权利要求8所述的设备水平运输锁紧系统，其特征在于，带位置监测的所述两位三通电磁球阀及所述电磁换向阀集成于液压控制阀组中。

技术总结
一种锁紧机构及设备水平运输锁紧系统，锁紧机构包括多个液压油缸和三位四通电磁换向阀，液压油缸的活塞将缸体分为正、反腔，各正腔通过油管连接、各反腔通过油管连接形成并联，或/和相邻液压油缸的正、反腔通过油管连接形成串联，正、反腔分别通过第一、二油管与三位四通电磁换向阀的A、B口连通，并联各油管上安装电磁换向阀，串联各油管上安装两位三通电磁球阀；锁紧系统包括运输设备、导向架及锁紧机构，各油缸的一活塞杆外端与球座连接，球座上集成有接近开关，当接近开关触发后，液压油缸推动导向架与运输设备接触。本发明能将水平运输设备实现可靠锁紧，能确保特种运输车在水平运输时的内部设备的平稳、安全性。安全性。安全性。


技术研发人员：徐文雪 谢文建 顾长明 王中峰 陈建有 马博 安晨亮 王陆童
受保护的技术使用者：北京航天发射技术研究所
技术研发日：2023.06.21
技术公布日：2023/10/6