专利名称：一种液压回转系统及工程车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及液压系统领域，特别是涉及一种液压回转系统及配备该系统的工程车辆。
背景技术：
回转机构作为工程起重机起吊重物重要的执行机构之一，用于驱动起重机的上车部分作回转动作。目前起重机回转机构控制系统普遍使用由回转泵和回转马达构成的液压回转闭式系统，回转泵和回转马达通过管路直接相连，中间没有任何控制阀。该回转系统由回转泵提供压力油，驱动回转马达运转，液压油在回转泵、回转马达和连接管路中循环使用。考虑到油液的发热以及油泵和马达的泄漏，系统中设有由补油泵和溢流阀组成的补油回路，补偿液压系统中油液的泄漏，同时在回转马达两端连接有冲洗阀，用于更新油液介质，溢流管路中多余的热油，回转泵和回转马达溢流的少量热油通过另一条管路经散热器冷却流回回收油箱，补油泵再从补油油箱中吸取新油到系统液压管路中。在实际使用过程中，由于起重机的作业环境比较复杂，上车转动惯量大，起吊的负载在回转机构回转过程中受外界干扰或结构件制作精度、装配误差等自身因素的影响而产生变动，从而引起负载压力的波动，尤其在启动、制动或突然换向时会引起很大的液压冲击，如果回转泵直接控制两个或两个以上的回转马达，当负载压力发生波动时，现有液压闭式回转系统难以适时做出相应调整，滤除压力波动，液压回转系统运行的平稳性得不到保证，液压元件的使用寿命也会受到严重影响。同时，对于大吨位的起重机而言，回转惯性力矩较大，由于回转泵和回转马达直接相连，液压回转系统在快速变速阶段尤其是启动和停止的瞬间稳定性不足，容易产生压力峰值，使得回转机构在此过程中产生晃动现象，从而影响了起重机操纵的舒适性。
发明内容
本发明提供了一种液压回转系统，主要用于解决在液压回转系统在回转过程中由于负载压力的干扰引起的液压系统压力波动的问题。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是提供一种液压回转系统，所述液压回转系统包括回转变量泵、并联在所述回转变量泵两端的补油回路、与所述回转变量泵直接连通的回转马达及回转缓冲装置，所述回转缓冲装置并联在所述回转马达的两端并与所述补油回路连通，用于缓冲所述液压回转系统中的压力波动。其中，所述回转缓冲装置包括控制阀，用于控制选择所述液压回转系统中的高压油液进入所述回转缓冲装置；减振阀，所述减振阀包括阀体、阀腔、与所述阀体配合形成所述阀腔的堵头、置于所述阀腔中的阀芯及弹性部件、与所述阀腔连通的减振阀出油口、与所述阀芯相连的减振阀进油口，所述减振阀进油口与所述控制阀连通；所述阀芯连接所述减振阀进油口，所述阀芯内部设有轴向贯通的油液流道，所述油液流道的两端分别连通所述减振阀进油口和所述阀腔；其中，高压油液从所述控制阀进入所述减振阀进油口，当负载压力大于系统背压时，作用在所述减振阀上的高压油液的压力推动所述阀芯压缩所述弹性部件朝所述堵头方向运动。其中，所述控制阀为梭阀，所述梭阀有两个进油口和一个出油口，所述梭阀的出油口与所述减振阀进油口连通。其中，所述控制阀为两个单向阀，所述两个单向阀的出油口相连并一起与所述减振阀进油口相连通。其中，所述弹性部件为压缩弹簧，所述压缩弹簧的一端抵接于所述堵头，另一端插装于所述阀芯上。其中，所述阀芯上开设有轴向贯通的通道，所述通道对称分布在所述阀芯上的所述油液流道两侧，使得被所述阀芯分隔的所述阀腔相连通，以维持压力平衡。其中，所述油液流道内设有阻尼件，所述阻尼件数量至少为一个。其中，所述补油回路包括补油泵，所述补油泵与所述回转变量泵同轴驱动，所述补油泵的两端连接有补油安全溢流阀，所述补油泵的出油口与所述减振阀出油口连通；两个补油溢流阀，分别连接在所述回转变量泵的两端；补油压力溢流阀，所述补油压力溢流阀设于所述补油溢流阀之间并与所述补油泵的出油口连通；所述回转马达的数量为一个或一个以上，所述回转马达的两端并联有冲洗阀。其中，所述液压回转系统进一步包括回油箱、与所述回油箱连通的散热器及与所述散热器并联的单向阀；所述散热器、所述单向阀均分别与所述回转变量泵、所述回转马达及所述冲洗阀连通，用于回收溢流的多余热油。本发明还提供一种工程车辆，其配备上述的液压回转系统。与现有技术相比，本发明控制方案简单，拆装维护方便，通过在液压回转系统中增加控制阀和减振阀，能够有效的消除回转系统在回转过程中产生的压力波动，提升回转系统操纵的平稳性和舒适性。
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中图I是本发明实施例一的液压回转系统的液压原理不意图；图2是图I所示的液压回转系统的减振阀非工作状态时的结构示意图；图3是图I所示的液压回转系统的减振阀工作状态时的结构示意图；图4是本发明实施例二的液压回转系统的液压原理示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
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实施例一、请参照图1，其显示了根据本发明液压回转系统的一种实施例的液压原理图。该液压回转系统包括回转变量泵10、并联在回转变量泵10两端的补油回路、与回转变量泵 10直接连通的回转马达11及回转缓冲装置，回转马达11的数量为一个或一个以上，回转马达11的两端并联有冲洗阀110，回转缓冲装置并联在回转马达11的两端并与补油回路连通，用于缓冲液压回转系统中的压力波动。其中，补油回路包括补油泵12和补油压力溢流阀13，补油泵12与回转变量泵10同轴驱动，补油泵12的两端连接有补油安全溢流阀121。 两个补油溢流阀14分别连接在回转变量泵10的两端，补油压力溢流阀13设于两个补油溢流阀14之间并与补油泵12的出油口连通。其中，液压回转系统还包括回油箱15、与回油箱15连通的散热器16及与散热器16并联的单向阀17，散热器16、单向阀17均分别与回转变量泵10、回转马达11及冲洗阀110连通，用于回收溢流的多余热油。如图2和图3所示，在本实施例中，该回转缓冲装置包括控制阀和减振阀19，其中，控制阀为梭阀18，有两个进油口 PO和一个出油口 P1，梭阀18的两个进油口 PO分别连接在回转马达10的两端回路上，用于控制选择液压回转系统中的高压油液进入该回转缓冲装置。减振阀19包括阀体191、阀腔192、与阀体191配合形成阀腔192的堵头193、置于阀腔192中的阀芯194及弹性部件、与阀腔192连通的减振阀出油口 Al、与阀芯194相连的减振阀进油口 A0，减振阀进油口 AO与梭阀的出油口 Pl连通。其中，在本实施例中，弹性部件为压缩弹簧195，压缩弹簧195的一端抵接于所述堵头193，另一端插装于阀芯194 上。该减振阀19还设有与阀腔192相连通的侧腔196，阀芯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与侧腔196相适配并连接减振阀进油口 A0， 其第二部分1942将阀腔192分为弹性腔1921和非弹性腔1922，压缩弹簧195位于弹性腔 1921内，其一端插装在阀芯194的第二部分1942上，阀芯194的第三部分1943套接于压缩弹簧195。阀芯194内部设有轴向贯通的油液流道1944，油液流道1944的两端分别连通减振阀进油口 AO和阀腔192的弹性腔1921。阀芯194上开设有轴向贯通的通道1945，通道1945对称分布在阀芯194上的油液流道1944两侧，使得被阀芯194分隔的阀腔192的弹性腔1921和非弹性腔1922相连通，以维持压力平衡。其中，高压油液从梭阀18进入减振阀进油口 A0，高压油液压力作用于减振阀进油口 AO使得部分油液经由油液流道1944进入阀腔192，油液流道1944两端的压力差使得阀芯194沿阀腔192的轴向滑动。当负载压力大于系统背压时，作用在减振阀19上的高压油液的压力推动阀芯194挤压压缩弹簧195 朝堵头193方向运动。请继续参阅图2和图3，在本发明实施例中，油液流道1944的内部还安装有阻尼件 197。当减振阀19处于工作状态时，该阻尼件197跟随阀芯194 一起运动。该阻尼件197 可以是一个阻尼件，也可以是多个阻尼件并列排布而成；阻尼件197的形状可以是中空柱体、内部设置有台阶孔的柱体、也可以是内部设有一个或多个小孔的球体或椎体，具体的阻尼件的结构有多种，本领域的技术人员可以根据需要对阻尼件的形状、大小、数量等进行调整，均包括在本发明的保护范围之内。下面介绍减振阀的具体工作原理。当阀芯194的油液流道1944的两端没有压力差时，请参阅图2，液压系统处于稳定状态，减振阀19处于非工作状态，即自由状态，此时，阀芯194、压缩弹簧195依据负载工作压力的大小位于固定的位置静止不动，油液依次经减振阀进油口 A0、阀芯194的油液流道 1944、阻尼件197进入弹性腔1921，然后经减振阀出油口 Al流出减振阀19，负载的工作压力依靠油液流过油液流道1944产生的压降减压。当液压系统的负载由于干扰或其他不可预见的因素导致负载压力升高时，请参阅图3，阀芯194的油液流道1944的两端以及阻尼件197的两侧出现压力差时，该压力差使得阀芯194沿阀腔192的轴向向堵头193方向滑动。此时，阀芯的第一部分1941在侧腔196 内滑动，阀芯的第二部分1942将阀腔192分为弹性腔1921和非弹性腔1922，压缩弹簧195 位于弹性腔1921内，其一端插装在阀芯194的第二部分上，阀芯的第三部分1943套接于压缩弹簧195内，当阀芯194滑动时，压缩弹簧195在阀芯的第二部分1942的挤压作用下朝堵头193方向压缩，同时弹性腔1921里的液体也受到阀芯194的挤压，从减振阀出油口 Al 排出减振阀19。在本发明实施例中，由于负载压力的波动受到油液流道1944、阻尼件197、 压缩弹簧195的缓冲作用，削减了压力波动的幅值，滤除了系统工作过程中的干扰压力，保证系统工作压力值可靠建立，使得系统工作更加平稳，柔顺，提高了液压系统的操控性能。该液压回转系统的具体工作过程如下。请一并参考图I、图2及图3，回转变量泵10直接连通回转马达11，高压油液从回转变量泵10出来进入高压进油管路进而带动回转马达11做功，做完功的低压油液通过低压回油管路进入回转变量泵10的进口循环使用，回转变量泵10在工作工程中溢流出的油液通过散热器16流入回油箱15，回转马达11和连接在其两端的冲洗阀110也将溢流的多余热油通过散热器16流回回油箱15冷却，单向阀17的作用是防止散热器16堵塞。补油泵12与回转变量泵10同轴驱动，当液压回转系统需要补油时，补油泵12从油箱内抽取新油，从补油泵12的出油口流出来到补油回路中的两个补油溢流阀14中间，当其中一个补油溢流阀14连接的是低压回油管路时，补充的新油就流经此补油溢流阀14进入低压回油管路最终流入回转变量泵10，进而给整个液压回转系统补充了新的油液。其中，补油回路压力由补油压力溢流阀13调节，补油泵12的补油量由补油安全溢流阀121调节。当减振阀19处于非工作状态时，液压回转系统处于稳态，负载扭矩恒定，回转马达11两侧的油液流经梭阀18两端进入梭阀18的进油口 PO，梭阀18比较两端油液的压力选择高压油液流入减振阀进油口 AO进入减振阀19的油液流道1944，当高压油液经过油液流道1944上的阻尼197时经过衰减后流出减振阀19进入补油泵12的出口，进而进入补油回路继续给系统补油。此时整个液压系统建立起一定的系统压力，当负载压力恒定时，减振阀19上的压缩弹簧195和阀芯194都处于某个固定的位置。当液压回转系统受到外界的干扰或者负载本身的波动以及一些不可遇见的因素影响导致负载扭矩发生变化，回转马达11两端的油压发生波动，当油压发生波动升高出现压力峰值时，高压油液经梭阀18进入减振阀19后经过减振阀19的阻尼197及压缩弹簧195 的缓冲作用，油液的波动压力的峰值得到削减，避免了系统的振动，液压回转系统的平稳性和舒适性得到更好的控制。实施例二、请参阅图4，其显示了根据本发明液压回转系统的第二个实施例的液压原理示意图。该液压回转系统包括回转变量泵20、并联在回转变量泵20两端的补油回路、与回转变量泵20直接连通的回转马达21及回转缓冲装置，回转马达21的数量为一个或一个以上，回转马达21的两端并联有冲洗阀210，回转缓冲装置并联在回转马达21的两端并与补油回路连通，用于缓冲液压回转系统中的压力波动。其中，补油回路包括补油泵22和补油压力溢流阀23，补油泵22与回转变量泵20同轴驱动，补油泵22的两端连接有补油安全溢流阀 221。两个补油溢流阀24分别连接在回转变量泵20的两端，补油压力溢流阀23设于补油溢流阀24之间并与补油泵20的出油口连通。其中，液压回转系统还包括回油箱25、与回油箱25连通的散热器26及与散热器26并联的单向阀27，散热器26、单向阀27均分别与回转变量泵20、回转马达21及冲洗阀210连通，用于回收溢流的多余热油。在本实施例中，回转缓冲装置包括控制阀和减振阀29。其中，控制阀为两个单向阀28，两个单向阀28的出油口相连并一起与减振阀29的进油口相连通。单向阀28的两个进油口分别连接在回转马达21的两端回路上，用于控制选择液压回转系统中的高压油液进入该回转缓冲装置。在本实施例中，减振阀29的结构与工作原理与实施例一中的减振阀 19相同，姑此处不再赘述。该液压回转系统的具体工作过程如下。请参考图4，回转变量泵20直接连通回转马达21，高压油液从回转变量泵20出来进入高压进油管路进而带动回转马达21做功，做完功的低压油液通过低压回油管路进入回转变量泵20的进口循环使用，回转变量泵20在工作工程中溢流出的油液通过散热器26 流入回油箱25，回转马达21和连接在其两端的冲洗阀210也将溢流的多余热油通过散热器 26流回回油箱25冷却，单向阀27的作用是防止散热器26堵塞。补油泵22与回转变量泵 20同轴驱动，当液压回转系统需要补油时，补油泵22从油箱内抽取新油，从补油泵22的出油口流出来到补油回路中的两个补油溢流阀24中间，当其中一个补油溢流阀24连接的是低压回油管路时，补充的新油就流经此补油溢流阀24进入低压回油管路最终流入回转变量泵20，进而给整个液压回转系统补充了新的油液。其中，补油回路压力由补油压力溢流阀 23调节，补油泵22的补油量由补油安全溢流阀221调节。当减振阀29处于非工作状态时，液压回转系统处于稳态，负载扭矩恒定，回转马达21两侧的油液分别进入两个单向阀28的进油口，高压油液和低压油液流经两个单向阀进而流入减振阀29的进油口再进入减振阀29的油液流道，当高压油液经过油液流道上的阻尼时经过衰减后流出减振阀29进入补油泵22的出口，进而进入补油回路继续给系统补油。此时整个液压系统建立起一定的系统压力，当负载压力恒定时，减振阀29上的压缩弹簧和阀芯都处于某个固定的位置。当液压回转系统受到外界的干扰或者负载本身的波动以及一些不可遇见的因素影响导致负载扭矩发生变化，回转马达21两端的油压发生波动，当油压发生波动升高出现压力峰值时，高压油液经两个单向阀28进入减振阀29后经过减振阀29的阻尼及压缩弹簧的缓冲作用，油液的波动压力的峰值得到削减，避免了系统的振动，液压回转系统的平稳性和舒适性得到更好的控制。在上文的实施例一和实施例二中，弹性部件可以是弹簧，也可以根据情况采用其它具有类似可以发生弹性形变的物体。实施例一中的堵头193可以设置调节螺钉，用于调节压缩弹簧195的形变量。此外，压缩弹簧195的形状及位置设置也不限于图中所示，压缩弹簧195的一端可以直接固定在阀芯194的第三部分1943上，也可以环绕在阀芯194上， 均不构成对本发明的限制，本领域技术人员可以结合实际情况进行相应变型。
综上所述，本发明通过在液压回转系统中增加控制阀和减振阀，能够有效的消除回转系统在回转过程中产生的压力波动，提升回转系统操纵的平稳性和舒适性。同时，本发明液压回转系统中的压力油通过减振阀上的阻尼件建立系统压力后流出减振阀，又流入补油泵的出油口，这样又进入了系统的补油回路，避免了系统补油量不够而需选用更大排量的补油泵的问题。另外，实施例一中的梭阀和实施例二中的两个单向阀的设置使得无论回转马达是顺时针旋转还是逆时针旋转，都可以将负载压力选择到减振阀的进油口，从而可以保证液压回转机构不管是正转还是反转时，液压回转系统都能保证回转的消振功能。本发明还提供一种工程车辆，其配备上述的液压回转系统。以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
权利要求
1.一种液压回转系统，其特征在于，所述液压回转系统包括回转变量泵、并联在所述回转变量泵两端的补油回路、与所述回转变量泵直接连通的回转马达及回转缓冲装置，所述回转缓冲装置并联在所述回转马达的两端并与所述补油回路连通，用于缓冲所述液压回转系统中的压力波动。
2.根据权利要求I所述的液压回转系统，其特征在于，所述回转缓冲装置包括控制阀，用于控制选择所述液压回转系统中的高压油液进入所述回转缓冲装置；减振阀，所述减振阀包括阀体、阀腔、与所述阀体配合形成所述阀腔的堵头、置于所述阀腔中的阀芯及弹性部件、与所述阀腔连通的减振阀出油口、与所述阀芯相连的减振阀进油口，所述减振阀进油口与所述控制阀连通；所述阀芯连接所述减振阀进油口，所述阀芯内部设有轴向贯通的油液流道，所述油液流道的两端分别连通所述减振阀进油口和所述阀腔；其中，高压油液从所述控制阀进入所述减振阀进油口，当负载压力大于系统背压时，作用在所述减振阀上的高压油液的压力推动所述阀芯压缩所述弹性部件朝所述堵头方向运动。
3.根据权利要求2所述的液压回转系统，其特征在于，所述控制阀为梭阀，所述梭阀有两个进油口和一个出油口，所述梭阀的出油口与所述减振阀进油口连通。
4.根据权利要求2所述的液压回转系统，其特征在于，所述控制阀为两个单向阀，所述两个单向阀的出油口相连并一起与所述减振阀进油口相连通。
5.根据权利要求2或3或4所述的液压回转系统，其特征在于，所述弹性部件为压缩弹簧，所述压缩弹簧的一端抵接于所述堵头，另一端插装于所述阀芯上。
6.根据权利要5所述的液压回转系统，其特征在于，所述阀芯上开设有轴向贯通的通道，所述通道对称分布在所述阀芯上的所述油液流道两侧，使得被所述阀芯分隔的所述阀腔相连通，以维持压力平衡。
7.根据权利要求2所述的液压回转系统，其特征在于，所述油液流道内设有阻尼件，所述阻尼件数量至少为一个。
8.根据权利要求2所述的液压回转系统，其特征在于，所述补油回路包括补油泵，所述补油泵与所述回转变量泵同轴驱动，所述补油泵的两端连接有补油安全溢流阀，所述补油泵出油口与所述减振阀出油口连通；两个补油溢流阀，分别连接在所述回转变量泵的两端；补油压力溢流阀，所述补油压力溢流阀设于所述补油溢流阀之间并与所述补油泵出油口连通；所述回转马达的数量为一个或一个以上，所述回转马达的两端并联有冲洗阀。
9.根据权利要求8所述的液压回转系统，其特征在于，所述液压回转系统进一步包括回油箱、与所述回油箱连通的散热器及与所述散热器并联的单向阀；所述散热器、所述单向阀均分别与所述回转变量泵、所述回转马达及所述冲洗阀连通，用于回收溢流的多余热油。
10.一种工程车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-9任一项所述的液压回转系统。
全文摘要
本发明公开了一种液压回转系统，包括回转变量泵、并联在所述回转变量泵两端的补油回路、与所述回转变量泵直接连通的回转马达及回转缓冲装置，所述回转缓冲装置并联在所述回转马达的两端并与所述补油回路连通，用于缓冲所述液压回转系统中的压力波动。本发明通过增加控制阀和减振阀，能够有效的消除回转系统在回转过程中产生的压力波动，提升回转系统操纵的平稳性和舒适性。同时，本发明液压回转系统中的压力油通过减振阀上的阻尼件建立系统压力后流出减振阀，又流入补油泵的出油口，这样又进入了系统的补油回路，避免了系统补油量不够而需选用更大排量的补油泵的问题。
文档编号B66C23/86GK102602830SQ20121005729
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月6日 优先权日2012年3月6日
发明者刘劲松, 刘宇新, 刘建华, 刘权, 尹飞, 徐晓东, 李迎兵, 杨翔, 王博, 詹纯新 申请人:中联重科股份有限公司