專利名稱：一種液壓回轉系統及工程車輛的制作方法
技術領域：
本發明涉及液壓系統領域，特別是涉及一種液壓回轉系統及配備該系統的工程車輛。
背景技術：
回轉機構作為工程起重機起吊重物重要的執行機構之一，用于驅動起重機的上車部分作回轉動作。目前起重機回轉機構控制系統普遍使用由回轉泵和回轉馬達構成的液壓回轉閉式系統，回轉泵和回轉馬達通過管路直接相連，中間沒有任何控制閥。該回轉系統由回轉泵提供壓力油，驅動回轉馬達運轉，液壓油在回轉泵、回轉馬達和連接管路中循環使用。考慮到油液的發熱以及油泵和馬達的泄漏，系統中設有由補油泵和溢流閥組成的補油回路，補償液壓系統中油液的泄漏，同時在回轉馬達兩端連接有沖洗閥，用于更新油液介質，溢流管路中多余的熱油，回轉泵和回轉馬達溢流的少量熱油通過另一條管路經散熱器冷卻流回回收油箱，補油泵再從補油油箱中吸取新油到系統液壓管路中。在實際使用過程中，由于起重機的作業環境比較復雜，上車轉動慣量大，起吊的負載在回轉機構回轉過程中受外界干擾或結構件制作精度、裝配誤差等自身因素的影響而產生變動，從而引起負載壓力的波動，尤其在啟動、制動或突然換向時會引起很大的液壓沖擊，如果回轉泵直接控制兩個或兩個以上的回轉馬達，當負載壓力發生波動時，現有液壓閉式回轉系統難以適時做出相應調整，濾除壓力波動，液壓回轉系統運行的平穩性得不到保證，液壓元件的使用壽命也會受到嚴重影響。同時，對于大噸位的起重機而言，回轉慣性力矩較大，由于回轉泵和回轉馬達直接相連，液壓回轉系統在快速變速階段尤其是啟動和停止的瞬間穩定性不足，容易產生壓力峰值，使得回轉機構在此過程中產生晃動現象，從而影響了起重機操縱的舒適性。
發明內容
本發明提供了一種液壓回轉系統，主要用于解決在液壓回轉系統在回轉過程中由于負載壓力的干擾引起的液壓系統壓力波動的問題。本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是提供一種液壓回轉系統，所述液壓回轉系統包括回轉變量泵、并聯在所述回轉變量泵兩端的補油回路、與所述回轉變量泵直接連通的回轉馬達及回轉緩沖裝置，所述回轉緩沖裝置并聯在所述回轉馬達的兩端并與所述補油回路連通，用于緩沖所述液壓回轉系統中的壓力波動。其中，所述回轉緩沖裝置包括控制閥，用于控制選擇所述液壓回轉系統中的高壓油液進入所述回轉緩沖裝置；減振閥，所述減振閥包括閥體、閥腔、與所述閥體配合形成所述閥腔的堵頭、置于所述閥腔中的閥芯及彈性部件、與所述閥腔連通的減振閥出油口、與所述閥芯相連的減振閥進油口，所述減振閥進油口與所述控制閥連通；所述閥芯連接所述減振閥進油口，所述閥芯內部設有軸向貫通的油液流道，所述油液流道的兩端分別連通所述減振閥進油口和所述閥腔；其中，高壓油液從所述控制閥進入所述減振閥進油口，當負載壓力大于系統背壓時，作用在所述減振閥上的高壓油液的壓力推動所述閥芯壓縮所述彈性部件朝所述堵頭方向運動。其中，所述控制閥為梭閥，所述梭閥有兩個進油口和一個出油口，所述梭閥的出油口與所述減振閥進油口連通。其中，所述控制閥為兩個單向閥，所述兩個單向閥的出油口相連并一起與所述減振閥進油口相連通。其中，所述彈性部件為壓縮彈簧，所述壓縮彈簧的一端抵接于所述堵頭，另一端插裝于所述閥芯上。其中，所述閥芯上開設有軸向貫通的通道，所述通道對稱分布在所述閥芯上的所述油液流道兩側，使得被所述閥芯分隔的所述閥腔相連通，以維持壓力平衡。其中，所述油液流道內設有阻尼件，所述阻尼件數量至少為一個。其中，所述補油回路包括補油泵，所述補油泵與所述回轉變量泵同軸驅動，所述補油泵的兩端連接有補油安全溢流閥，所述補油泵的出油口與所述減振閥出油口連通；兩個補油溢流閥，分別連接在所述回轉變量泵的兩端；補油壓力溢流閥，所述補油壓力溢流閥設于所述補油溢流閥之間并與所述補油泵的出油口連通；所述回轉馬達的數量為一個或一個以上，所述回轉馬達的兩端并聯有沖洗閥。其中，所述液壓回轉系統進一步包括回油箱、與所述回油箱連通的散熱器及與所述散熱器并聯的單向閥；所述散熱器、所述單向閥均分別與所述回轉變量泵、所述回轉馬達及所述沖洗閥連通，用于回收溢流的多余熱油。本發明還提供一種工程車輛，其配備上述的液壓回轉系統。與現有技術相比，本發明控制方案簡單，拆裝維護方便，通過在液壓回轉系統中增加控制閥和減振閥，能夠有效的消除回轉系統在回轉過程中產生的壓力波動，提升回轉系統操縱的平穩性和舒適性。
為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖，其中圖I是本發明實施例一的液壓回轉系統的液壓原理不意圖；圖2是圖I所示的液壓回轉系統的減振閥非工作狀態時的結構示意圖；圖3是圖I所示的液壓回轉系統的減振閥工作狀態時的結構示意圖；圖4是本發明實施例二的液壓回轉系統的液壓原理示意圖。
具體實施例方式下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
4
實施例一、請參照圖1，其顯示了根據本發明液壓回轉系統的一種實施例的液壓原理圖。該液壓回轉系統包括回轉變量泵10、并聯在回轉變量泵10兩端的補油回路、與回轉變量泵 10直接連通的回轉馬達11及回轉緩沖裝置，回轉馬達11的數量為一個或一個以上，回轉馬達11的兩端并聯有沖洗閥110，回轉緩沖裝置并聯在回轉馬達11的兩端并與補油回路連通，用于緩沖液壓回轉系統中的壓力波動。其中，補油回路包括補油泵12和補油壓力溢流閥13，補油泵12與回轉變量泵10同軸驅動，補油泵12的兩端連接有補油安全溢流閥121。 兩個補油溢流閥14分別連接在回轉變量泵10的兩端，補油壓力溢流閥13設于兩個補油溢流閥14之間并與補油泵12的出油口連通。其中，液壓回轉系統還包括回油箱15、與回油箱15連通的散熱器16及與散熱器16并聯的單向閥17，散熱器16、單向閥17均分別與回轉變量泵10、回轉馬達11及沖洗閥110連通，用于回收溢流的多余熱油。如圖2和圖3所示，在本實施例中，該回轉緩沖裝置包括控制閥和減振閥19，其中，控制閥為梭閥18，有兩個進油口 PO和一個出油口 P1，梭閥18的兩個進油口 PO分別連接在回轉馬達10的兩端回路上，用于控制選擇液壓回轉系統中的高壓油液進入該回轉緩沖裝置。減振閥19包括閥體191、閥腔192、與閥體191配合形成閥腔192的堵頭193、置于閥腔192中的閥芯194及彈性部件、與閥腔192連通的減振閥出油口 Al、與閥芯194相連的減振閥進油口 A0，減振閥進油口 AO與梭閥的出油口 Pl連通。其中，在本實施例中，彈性部件為壓縮彈簧195，壓縮彈簧195的一端抵接于所述堵頭193，另一端插裝于閥芯194 上。該減振閥19還設有與閥腔192相連通的側腔196，閥芯194包括第一部分1941、第二部分1942和第三部分1943，其第一部分1941與側腔196相適配并連接減振閥進油口 A0， 其第二部分1942將閥腔192分為彈性腔1921和非彈性腔1922，壓縮彈簧195位于彈性腔 1921內，其一端插裝在閥芯194的第二部分1942上，閥芯194的第三部分1943套接于壓縮彈簧195。閥芯194內部設有軸向貫通的油液流道1944，油液流道1944的兩端分別連通減振閥進油口 AO和閥腔192的彈性腔1921。閥芯194上開設有軸向貫通的通道1945，通道1945對稱分布在閥芯194上的油液流道1944兩側，使得被閥芯194分隔的閥腔192的彈性腔1921和非彈性腔1922相連通，以維持壓力平衡。其中，高壓油液從梭閥18進入減振閥進油口 A0，高壓油液壓力作用于減振閥進油口 AO使得部分油液經由油液流道1944進入閥腔192，油液流道1944兩端的壓力差使得閥芯194沿閥腔192的軸向滑動。當負載壓力大于系統背壓時，作用在減振閥19上的高壓油液的壓力推動閥芯194擠壓壓縮彈簧195 朝堵頭193方向運動。請繼續參閱圖2和圖3，在本發明實施例中，油液流道1944的內部還安裝有阻尼件 197。當減振閥19處于工作狀態時，該阻尼件197跟隨閥芯194 一起運動。該阻尼件197 可以是一個阻尼件，也可以是多個阻尼件并列排布而成；阻尼件197的形狀可以是中空柱體、內部設置有臺階孔的柱體、也可以是內部設有一個或多個小孔的球體或椎體，具體的阻尼件的結構有多種，本領域的技術人員可以根據需要對阻尼件的形狀、大小、數量等進行調整，均包括在本發明的保護范圍之內。下面介紹減振閥的具體工作原理。當閥芯194的油液流道1944的兩端沒有壓力差時，請參閱圖2，液壓系統處于穩定狀態，減振閥19處于非工作狀態，即自由狀態，此時，閥芯194、壓縮彈簧195依據負載工作壓力的大小位于固定的位置靜止不動，油液依次經減振閥進油口 A0、閥芯194的油液流道 1944、阻尼件197進入彈性腔1921，然后經減振閥出油口 Al流出減振閥19，負載的工作壓力依靠油液流過油液流道1944產生的壓降減壓。當液壓系統的負載由于干擾或其他不可預見的因素導致負載壓力升高時，請參閱圖3，閥芯194的油液流道1944的兩端以及阻尼件197的兩側出現壓力差時，該壓力差使得閥芯194沿閥腔192的軸向向堵頭193方向滑動。此時，閥芯的第一部分1941在側腔196 內滑動，閥芯的第二部分1942將閥腔192分為彈性腔1921和非彈性腔1922，壓縮彈簧195 位于彈性腔1921內，其一端插裝在閥芯194的第二部分上，閥芯的第三部分1943套接于壓縮彈簧195內，當閥芯194滑動時，壓縮彈簧195在閥芯的第二部分1942的擠壓作用下朝堵頭193方向壓縮，同時彈性腔1921里的液體也受到閥芯194的擠壓，從減振閥出油口 Al 排出減振閥19。在本發明實施例中，由于負載壓力的波動受到油液流道1944、阻尼件197、 壓縮彈簧195的緩沖作用，削減了壓力波動的幅值，濾除了系統工作過程中的干擾壓力，保證系統工作壓力值可靠建立，使得系統工作更加平穩，柔順，提高了液壓系統的操控性能。該液壓回轉系統的具體工作過程如下。請一并參考圖I、圖2及圖3，回轉變量泵10直接連通回轉馬達11，高壓油液從回轉變量泵10出來進入高壓進油管路進而帶動回轉馬達11做功，做完功的低壓油液通過低壓回油管路進入回轉變量泵10的進口循環使用，回轉變量泵10在工作工程中溢流出的油液通過散熱器16流入回油箱15，回轉馬達11和連接在其兩端的沖洗閥110也將溢流的多余熱油通過散熱器16流回回油箱15冷卻，單向閥17的作用是防止散熱器16堵塞。補油泵12與回轉變量泵10同軸驅動，當液壓回轉系統需要補油時，補油泵12從油箱內抽取新油，從補油泵12的出油口流出來到補油回路中的兩個補油溢流閥14中間，當其中一個補油溢流閥14連接的是低壓回油管路時，補充的新油就流經此補油溢流閥14進入低壓回油管路最終流入回轉變量泵10，進而給整個液壓回轉系統補充了新的油液。其中，補油回路壓力由補油壓力溢流閥13調節，補油泵12的補油量由補油安全溢流閥121調節。當減振閥19處于非工作狀態時，液壓回轉系統處于穩態，負載扭矩恒定，回轉馬達11兩側的油液流經梭閥18兩端進入梭閥18的進油口 PO，梭閥18比較兩端油液的壓力選擇高壓油液流入減振閥進油口 AO進入減振閥19的油液流道1944，當高壓油液經過油液流道1944上的阻尼197時經過衰減后流出減振閥19進入補油泵12的出口，進而進入補油回路繼續給系統補油。此時整個液壓系統建立起一定的系統壓力，當負載壓力恒定時，減振閥19上的壓縮彈簧195和閥芯194都處于某個固定的位置。當液壓回轉系統受到外界的干擾或者負載本身的波動以及一些不可遇見的因素影響導致負載扭矩發生變化，回轉馬達11兩端的油壓發生波動，當油壓發生波動升高出現壓力峰值時，高壓油液經梭閥18進入減振閥19后經過減振閥19的阻尼197及壓縮彈簧195 的緩沖作用，油液的波動壓力的峰值得到削減，避免了系統的振動，液壓回轉系統的平穩性和舒適性得到更好的控制。實施例二、請參閱圖4，其顯示了根據本發明液壓回轉系統的第二個實施例的液壓原理示意圖。該液壓回轉系統包括回轉變量泵20、并聯在回轉變量泵20兩端的補油回路、與回轉變量泵20直接連通的回轉馬達21及回轉緩沖裝置，回轉馬達21的數量為一個或一個以上，回轉馬達21的兩端并聯有沖洗閥210，回轉緩沖裝置并聯在回轉馬達21的兩端并與補油回路連通，用于緩沖液壓回轉系統中的壓力波動。其中，補油回路包括補油泵22和補油壓力溢流閥23，補油泵22與回轉變量泵20同軸驅動，補油泵22的兩端連接有補油安全溢流閥 221。兩個補油溢流閥24分別連接在回轉變量泵20的兩端，補油壓力溢流閥23設于補油溢流閥24之間并與補油泵20的出油口連通。其中，液壓回轉系統還包括回油箱25、與回油箱25連通的散熱器26及與散熱器26并聯的單向閥27，散熱器26、單向閥27均分別與回轉變量泵20、回轉馬達21及沖洗閥210連通，用于回收溢流的多余熱油。在本實施例中，回轉緩沖裝置包括控制閥和減振閥29。其中，控制閥為兩個單向閥28，兩個單向閥28的出油口相連并一起與減振閥29的進油口相連通。單向閥28的兩個進油口分別連接在回轉馬達21的兩端回路上，用于控制選擇液壓回轉系統中的高壓油液進入該回轉緩沖裝置。在本實施例中，減振閥29的結構與工作原理與實施例一中的減振閥 19相同，姑此處不再贅述。該液壓回轉系統的具體工作過程如下。請參考圖4，回轉變量泵20直接連通回轉馬達21，高壓油液從回轉變量泵20出來進入高壓進油管路進而帶動回轉馬達21做功，做完功的低壓油液通過低壓回油管路進入回轉變量泵20的進口循環使用，回轉變量泵20在工作工程中溢流出的油液通過散熱器26 流入回油箱25，回轉馬達21和連接在其兩端的沖洗閥210也將溢流的多余熱油通過散熱器 26流回回油箱25冷卻，單向閥27的作用是防止散熱器26堵塞。補油泵22與回轉變量泵 20同軸驅動，當液壓回轉系統需要補油時，補油泵22從油箱內抽取新油，從補油泵22的出油口流出來到補油回路中的兩個補油溢流閥24中間，當其中一個補油溢流閥24連接的是低壓回油管路時，補充的新油就流經此補油溢流閥24進入低壓回油管路最終流入回轉變量泵20，進而給整個液壓回轉系統補充了新的油液。其中，補油回路壓力由補油壓力溢流閥 23調節，補油泵22的補油量由補油安全溢流閥221調節。當減振閥29處于非工作狀態時，液壓回轉系統處于穩態，負載扭矩恒定，回轉馬達21兩側的油液分別進入兩個單向閥28的進油口，高壓油液和低壓油液流經兩個單向閥進而流入減振閥29的進油口再進入減振閥29的油液流道，當高壓油液經過油液流道上的阻尼時經過衰減后流出減振閥29進入補油泵22的出口，進而進入補油回路繼續給系統補油。此時整個液壓系統建立起一定的系統壓力，當負載壓力恒定時，減振閥29上的壓縮彈簧和閥芯都處于某個固定的位置。當液壓回轉系統受到外界的干擾或者負載本身的波動以及一些不可遇見的因素影響導致負載扭矩發生變化，回轉馬達21兩端的油壓發生波動，當油壓發生波動升高出現壓力峰值時，高壓油液經兩個單向閥28進入減振閥29后經過減振閥29的阻尼及壓縮彈簧的緩沖作用，油液的波動壓力的峰值得到削減，避免了系統的振動，液壓回轉系統的平穩性和舒適性得到更好的控制。在上文的實施例一和實施例二中，彈性部件可以是彈簧，也可以根據情況采用其它具有類似可以發生彈性形變的物體。實施例一中的堵頭193可以設置調節螺釘，用于調節壓縮彈簧195的形變量。此外，壓縮彈簧195的形狀及位置設置也不限于圖中所示，壓縮彈簧195的一端可以直接固定在閥芯194的第三部分1943上，也可以環繞在閥芯194上， 均不構成對本發明的限制，本領域技術人員可以結合實際情況進行相應變型。
綜上所述，本發明通過在液壓回轉系統中增加控制閥和減振閥，能夠有效的消除回轉系統在回轉過程中產生的壓力波動，提升回轉系統操縱的平穩性和舒適性。同時，本發明液壓回轉系統中的壓力油通過減振閥上的阻尼件建立系統壓力后流出減振閥，又流入補油泵的出油口，這樣又進入了系統的補油回路，避免了系統補油量不夠而需選用更大排量的補油泵的問題。另外，實施例一中的梭閥和實施例二中的兩個單向閥的設置使得無論回轉馬達是順時針旋轉還是逆時針旋轉，都可以將負載壓力選擇到減振閥的進油口，從而可以保證液壓回轉機構不管是正轉還是反轉時，液壓回轉系統都能保證回轉的消振功能。本發明還提供一種工程車輛，其配備上述的液壓回轉系統。以上僅為本發明的實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。
權利要求
1.一種液壓回轉系統，其特征在于，所述液壓回轉系統包括回轉變量泵、并聯在所述回轉變量泵兩端的補油回路、與所述回轉變量泵直接連通的回轉馬達及回轉緩沖裝置，所述回轉緩沖裝置并聯在所述回轉馬達的兩端并與所述補油回路連通，用于緩沖所述液壓回轉系統中的壓力波動。
2.根據權利要求I所述的液壓回轉系統，其特征在于，所述回轉緩沖裝置包括控制閥，用于控制選擇所述液壓回轉系統中的高壓油液進入所述回轉緩沖裝置；減振閥，所述減振閥包括閥體、閥腔、與所述閥體配合形成所述閥腔的堵頭、置于所述閥腔中的閥芯及彈性部件、與所述閥腔連通的減振閥出油口、與所述閥芯相連的減振閥進油口，所述減振閥進油口與所述控制閥連通；所述閥芯連接所述減振閥進油口，所述閥芯內部設有軸向貫通的油液流道，所述油液流道的兩端分別連通所述減振閥進油口和所述閥腔；其中，高壓油液從所述控制閥進入所述減振閥進油口，當負載壓力大于系統背壓時，作用在所述減振閥上的高壓油液的壓力推動所述閥芯壓縮所述彈性部件朝所述堵頭方向運動。
3.根據權利要求2所述的液壓回轉系統，其特征在于，所述控制閥為梭閥，所述梭閥有兩個進油口和一個出油口，所述梭閥的出油口與所述減振閥進油口連通。
4.根據權利要求2所述的液壓回轉系統，其特征在于，所述控制閥為兩個單向閥，所述兩個單向閥的出油口相連并一起與所述減振閥進油口相連通。
5.根據權利要求2或3或4所述的液壓回轉系統，其特征在于，所述彈性部件為壓縮彈簧，所述壓縮彈簧的一端抵接于所述堵頭，另一端插裝于所述閥芯上。
6.根據權利要5所述的液壓回轉系統，其特征在于，所述閥芯上開設有軸向貫通的通道，所述通道對稱分布在所述閥芯上的所述油液流道兩側，使得被所述閥芯分隔的所述閥腔相連通，以維持壓力平衡。
7.根據權利要求2所述的液壓回轉系統，其特征在于，所述油液流道內設有阻尼件，所述阻尼件數量至少為一個。
8.根據權利要求2所述的液壓回轉系統，其特征在于，所述補油回路包括補油泵，所述補油泵與所述回轉變量泵同軸驅動，所述補油泵的兩端連接有補油安全溢流閥，所述補油泵出油口與所述減振閥出油口連通；兩個補油溢流閥，分別連接在所述回轉變量泵的兩端；補油壓力溢流閥，所述補油壓力溢流閥設于所述補油溢流閥之間并與所述補油泵出油口連通；所述回轉馬達的數量為一個或一個以上，所述回轉馬達的兩端并聯有沖洗閥。
9.根據權利要求8所述的液壓回轉系統，其特征在于，所述液壓回轉系統進一步包括回油箱、與所述回油箱連通的散熱器及與所述散熱器并聯的單向閥；所述散熱器、所述單向閥均分別與所述回轉變量泵、所述回轉馬達及所述沖洗閥連通，用于回收溢流的多余熱油。
10.一種工程車輛，其特征在于，包括根據權利要求1-9任一項所述的液壓回轉系統。
全文摘要
本發明公開了一種液壓回轉系統，包括回轉變量泵、并聯在所述回轉變量泵兩端的補油回路、與所述回轉變量泵直接連通的回轉馬達及回轉緩沖裝置，所述回轉緩沖裝置并聯在所述回轉馬達的兩端并與所述補油回路連通，用于緩沖所述液壓回轉系統中的壓力波動。本發明通過增加控制閥和減振閥，能夠有效的消除回轉系統在回轉過程中產生的壓力波動，提升回轉系統操縱的平穩性和舒適性。同時，本發明液壓回轉系統中的壓力油通過減振閥上的阻尼件建立系統壓力后流出減振閥，又流入補油泵的出油口，這樣又進入了系統的補油回路，避免了系統補油量不夠而需選用更大排量的補油泵的問題。
文檔編號B66C23/86GK102602830SQ20121005729
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月6日 優先權日2012年3月6日
發明者劉勁松, 劉宇新, 劉建華, 劉權, 尹飛, 徐曉東, 李迎兵, 楊翔, 王博, 詹純新 申請人:中聯重科股份有限公司