CN102966818B - 多通道中心回转接头及轮式起重机 - Google Patents

Abstract

本发明提供的多通道中心回转接头，包括固定体和套筒；固定体具有与套筒配合的套接段，以及底盘连接段；底盘连接段和套接段上设有对应的径向油道，固定体设有连通对应的径向油道的轴向油道，位于套接段上的径向油道的横截面长度大于横截面的轴向高度。本发明中，位于套接段上的径向油道的横截面长度大于横截面的轴向高度，即上径向油道加工为长扁孔。相较于背景技术中套接段的圆形径向油道，长扁形的径向油道在保证同等通径的情况下，轴向高度较小，相应地，多通道中心回转接头的高度得以降低，从而在一定程度上解决了背景技术中提到的由于多通道中心回转接头高度较大而导致的一系列技术问题。本发明还提供一种轮式起重机。

Description

多通道中心回转接头及轮式起重机

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别涉及一种多通道中心回转接头及轮式起重机。

背景技术

多通道中心回转接头1是轮式起重机必不可少的液压电气元件。多通道中心回转接头1可以将下车系统3的液压油、电气信号传递到上车系统2；同时也可以将上车系统2的液压油及电气信号传递到下车系统3。

请参考图1-6，图1为多通道中心回转接头1在整车中的位置示意图；图2为一种典型的多通道中心回转接头1的结构示意图；图3为图2另一视角的结构示意图；图4为图2的轴向剖视图；图5为图4中A部位的局部放大示意图；图6为图4中B部位的局部放大示意图。

多通道中心回转接头1主要包括固定体11、套筒12、回转电刷13、旋转密封14，以及拨叉15。

如图1所示，固定体11安装固定在下车系统3的底盘上，与底盘液压油及电气信号连接在一起，属于固定轴。

套筒12与起重机上车系统2的液压油及电气信号连接在一起，属于旋转件。

固定体11和套筒12配合安装，如图1、2所示，固定体11具有套接段111和底盘连接段112，套接段111嵌套在套筒12内，底盘连接段112与底盘安装固定，上车系统2的转台转动时能够带动套筒12相对固定体11旋转。套筒12跟随转台旋转是通过拨叉15实现的，多通道中心回转接头1的拨叉15安装在套筒12上并与转台连接，则转台旋转时带动拨叉15旋转，进而驱动套筒12相对固定体11旋转。固定体11套接段111的外壁还设有环形油道11c，套筒12和固定体11的套接段111嵌套配合时，二者之间设有旋转密封14，旋转密封14用于防止油道窜油。如图3所示，旋转密封14中的密封环141和O形密封圈142均设置于固定体11套接段111外壁的环形密封槽内。

为了实现传递液压、电气信号的功能，固定体11的套接段111和底盘连接段112上均设有径向油道，可以分别称为上径向油道11a和下径向油道11b，且底盘连接段112上的下径向油道11b与套接段111上的上径向油道11a相对应，上径向油道11a通过套筒12的油道与起重机上车液压系统连接，底盘连接段112上的下径向油道11b直接与下车液压系统连接，固定体11还设有连通对应的上径向油道11a和下径向油道11b的轴向油道113，则通过该结构实现了上、下车液压系统的液压信号传递。

从图1、2可以看出，轴向油道113和径向油道均采用单油道设计，以其中一对对应的径向油道为例，图2中的一个轴向油道113连通最靠近底盘连接段112的上径向油道11a和对应的下径向油道11b，且各油道的横截面均为正圆。

上述多通道中心回转接头1的结构存在下述缺陷：

第一、径向油道的横截面为正圆，为了满足油道流量要求，径向油道直径设计一般都比较大，导致多通道中心回转接头1高度高大、笨重。

第二、从图6中可以看出，由于在固定体11上设有环形油道11c，环形油道11c的两侧为密封台阶11d(环形密封槽与环形油道11c之间的部分)，为保证密封台阶11d在承受高压载荷时不断裂，图6中通过增高环形油道11c两侧的密封台阶11d的高度实现强度的增加，这也导致了多通道中心回转接头1的高度较大。

多通道中心回转接头1的高度加大会导致下述问题：

套筒12与固定体11接触面积大，则旋转时的摩擦力大、传递效率低，且增大了回转阻力矩并且容易损坏密封；

此外，由于固定体11高度较高，则油道较长、加工精度低，流体通过多通道中心回转接头1时压力损失大，系统效率低；精度较低也导致环形油道11c之间窜油，从而引起系统爬行、效率低下；

而且，由于多通道中心回转接头1高度尺寸大，拨叉15无论放置在哪个位置都无法消除其引起的偏摩擦力，而采用双拨叉或多拨叉又很难保证拨叉15同时受力及受力大小一致，因此，固定体11和套筒12之间的旋转密封14容易损坏，多通道中心回转接头1寿命较低；

由于固定体11高度较高，一般的数控机床无法装夹，只能采用普通车床加工，同时，其也不易拆解和装配，维修性较差；轴向油道113过长时，钻孔也不方便；相应地，套筒12长度也较长，导致精磨加工困难。

第二、多通道中心回转接头1的轴向油道113长度较长，尤其是高度较大的多通道中心回转接头1，在复杂液压系统需求下，多通道中心回转接头1需要设置多个轴向油道113，各轴向油道113之间具有间隙要求，为了满足间隙布置要求，单个轴向油道113的通径不宜过大，导致轴向油道113的通径扩大能力有限，偏小的通径导致压力损失偏大。

第三、从图5中可以看出，套筒12和固定体11之间设有旋转密封14，旋转密封14中的弹性元件为O形密封圈142，其填充率为0.84，抗变形能力较弱，对密封环141的磨损起到的补偿作用较小。因此旋转密封14泄漏量比较大，尤其是长期使用之后，泄漏特别明显；另外O形密封圈142作为弹性元件，摩擦面积小，密封环141容易随套筒12旋转，引起各环形油道11c液压油窜油。

有鉴于此，在保证径向油道流量需求的前提下，如何减小多通道中心回转接头的高度，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明一种多通道中心回转接头及轮式起重机。该多通道中心回转接头在保证径向油道流量需求前提下，高度得以有效降低。

本发明提供的多通道中心回转接头，包括固定体和套筒；所述固定体具有与所述套筒配合的套接段，以及用于连接底盘的底盘连接段；所述底盘连接段和所述套接段上设有对应的径向油道，所述固定体设有连通对应的所述径向油道的轴向油道，位于所述套接段上的所述径向油道的横截面长度大于横截面的轴向高度。

优选地，所述套接段上所述径向油道的横截面呈长圆形，所述长圆形的长度大于其轴向高度。

优选地，所述套接段上最靠近所述底盘连接段的径向油道的横截面面积大于所述套接段上其他径向油道的横截面面积；所述套接段上最靠近所述底盘连接段的径向油道，和所述底盘连接段上对应的径向油道通过至少两条所述轴向油道连通。

优选地，所述套接段上最靠近所述底盘连接段的径向油道，和所述底盘连接段上对应的径向油道通过两条所述轴向油道连通。

优选地，两所述轴向油道相邻设置；两所述轴向油道横截面的长度之和，与对应的所述径向油道的横截面长度相等，且两所述轴向油道与所述径向油道正对设置。

优选地，所述套接段的径向油道与所述底盘连接段上对应的径向油道通过至少两条所述轴向油道连通。

优选地，所述套接段上设有至少12个所述径向油道，各所述径向油道自所述套接段的一端分布至另一端。

优选地，所述套接段的外壁设有环形油道，所述环形油道的底部开设有倒角。

优选地，所述固定体和所述套筒之间设有旋转密封，所述旋转密封包括密封环和方形密封圈，所述套接段的外壁设有环形凹槽，所述密封环和所述方形密封圈均置于所述环形凹槽内。

本发明中，位于套接段上的径向油道的横截面长度大于横截面的轴向高度，此处，横截面长度为横截面上与轴线方向大致垂直的一边的长度，即上径向油道加工为长扁孔。相较于背景技术中套接段的圆形径向油道，长扁形的径向油道在保证同等通径的情况下，轴向高度较小，相应地，多通道中心回转接头的高度得以降低，从而在一定程度上解决了背景技术中提到的由于多通道中心回转接头高度较大而导致的一系列技术问题。

本发明还提供一种轮式起重机，包括上车系统和下车系统，以及处于上车系统和下车系统中传递液压油、电气信号的多通道中心回转接头，多通道中心回转接头为上述任一项所述的多通道中心回转接头。由于上述多通道中心回转接头具有上述技术效果，具有该多通道中心回转接头的轮式起重机也具有相同的技术效果。

附图说明

图1为多通道中心回转接头在整车中的位置示意图；

图2为一种典型的多通道中心回转接头的结构示意图；

图3为图2另一视角的结构示意图；

图4为图2的轴向剖视图；

图5为图4中A部位的局部放大示意图；

图6为图4中B部位的局部放大示意图；

图7为本发明所提供多通道中心回转接头一种具体实施方式的结构示意图；

图8为图7另一种角度的结构示意图；

图9为图7中多通道中心回转接头的轴向剖视图；

图10为图9中C部位的局部放大示意图；

图11为图9中D部位的局部放大示意图。

图1-6中：

1多通道中心回转接头、2上车系统、3下车系统、11固定体、111套接段、11a上径向油道、11b下径向油道、112底盘连接段、113轴向油道、12套筒、13回转电刷、14旋转密封、141密封环、142O形密封圈、15拨叉、11c环形油道、11d密封台阶；

图7-11中：

21固定体、211套接段、211c上径向油道、212底盘连接段、212c下径向油道、213a第一轴向油道、213b第二轴向油道、22套筒、23回转电刷、24旋转密封、241密封环、242方形密封圈、25拨叉、21c环形油道、21c’倒角、21d密封台阶

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图7-9，图7为本发明所提供多通道中心回转接头一种具体实施方式的结构示意图；图8为图7另一种角度的结构示意图；图9为图7中多通道中心回转接头的剖视图。

该多通道中心回转接头，包括固定体21和套筒22。固定体21具有与套筒22配合的套接段211，以及用于连接底盘的底盘连接段112，从图7中可以看出，固定体21包括轴向相接的套接段211和底盘连接段112，套接段211和底盘连接段112相接处设有安装板，便于连接底盘，多通道中心回转接头在整车的位置可以参考背景技术以及图1理解。

底盘连接段112和套接段211上设有对应的径向油道，固定体21设有连通底盘连接段112和套接段211上对应的径向油道的轴向油道，即底盘连接段112上各径向油道与套接段211上的径向油道对应，一般是一一对应的关系，下文按照图7中方位，将套接段211上的径向油道称为上径向油道211c，底盘连接段212上的径向油道称之为下径向油道212c。对应的上径向油道211c和下径向油道212c通过设置于固定体21上的轴向油道连通，为此，两对应的径向油道最好处于同一轴向平面上。

本实施例中，位于套接段211上的上径向油道211c的横截面长度大于横截面的轴向高度，此处，横截面长度即在与轴线方向大致垂直的方向上的长度，即上径向油道211c加工为长扁孔。相较于背景技术中套接段211的圆形径向油道，长扁形的径向油道在保证同等流通面积的情况下，轴向高度较小，相应地，多通道中心回转接头的高度得以降低，从而在一定程度上解决了背景技术中提到的由于多通道中心回转接头高度较大而导致的技术问题。

套接段211的上径向油道211c的横截面形状具体可以是长方形、椭圆形、长圆形等，长圆形即图7中所示的上径向油道211c，则长圆形的长度大于其轴向高度。长圆形径向油道的加工较为简单，且在同等的空间下，能够加工出的长圆形径向油道的流通面积最大。

进一步地，套接段211上最靠近底盘连接段112的上径向油道211c，和底盘连接段112上对应的下径向油道212c通过两个轴向油道连通，如图7、8所示的第一轴向油道213a和第二轴向油道213b。轴向油道的长度较长，和整个固定体21的轴向高度相当，故轴向油道通径不能满足流量需求时，流体经轴向油道后会产生较大的压力损失。相较于背景技术中轴向油道的单油道设计，该实施例通过两条轴向油道连通两对应的上径向油道211c和下径向油道212c，即采用了双油道设计，相当于扩大了轴向油道的通径，降低了流体的压力损失，保证系统效率；而且，双油道设计在扩大通径的同时，不受轴向油道布置的影响。

举例说明，假设套接段211上最靠近底盘连接段112的上径向油道211c直径为50mm，而本实施例中可以采用直径为40mm的第一轴向油道213a和第二轴向油道213b共同连通对应的上径向油道211c和下径向油道212c，显然，通道面积增加近30％；为了增加等量的通道面积，单油道设计需要直径增加到56mm以上，此规格的轴向油道在套接段211内布置时难以满足各轴向油道之间的间距要求，而两个直径40mm的第一轴向油道213a和第二轴向油道213b则易于布置。

将单油道改为双油道时，第一轴向油道213a和第二轴向油道213b优选地相邻设置，如图7所示，第一轴向油道213a和第二轴向油道213b之间几乎没有间隙，如此也更易于布置，当然，根据实际布置需求可以对第一轴向油道213a、第二轴向油道213b的间距作适当调整。另外，第一轴向油道213a和第二轴向油道213b相邻布置时，二者横截面的长度之和，与最靠近底盘连接段112的上径向油道211c的横截面长度可以大致相等，且第一轴向油道213a和第二轴向油道213b与该上径向油道211c正对设置，如图7所示，如此设计，可以充分利用径向油道、轴向油道的通径，以使流体能够更为通常地流通于上径向油道211c以及第一轴向油道213a、第二轴向油道213b之间，且便于油道的布置，节省空间。

需要说明的是，除了连通最靠近底盘连接段112的上径向油道211c的轴向油道采取双油道设计，其他的轴向油道也可以采取双油道设计，即各上径向油道211c与对应的下径向油道212c均可以通过至少两条轴向油道连通。当然，两条轴向油道为较为优化的设计方案，轴向油道多余两条时，布置简易性次于两条的方案。

针对多通道中心回转接头，可以使套接段211上最靠近底盘连接段112的上径向油道211c的横截面面积大于套接段211上其他上径向油道211c的横截面面积。该上径向油道211c位于下方，用于回油，压力较小，设计为大通径，从工艺上来说易于实现。相应地，与之对应的轴向油道通径也大于其他径向油道211c对应的轴向油道通径。因此，上述实施例中以及图中将与最靠近底盘连接段112的上径向油道211c对应的轴向油道设计为双油道。实际上，其他的轴向油道的通径较小，也可以不采取双油道设计，根据需求适当增加单油道的通径也是可以的。

套接段211上可以设置至少12个上径向油道211c，相应地，底盘连接段112上的下径向油道212c以及固定体21上轴向油道的数目也相应地增加。多个径向油道使得多通道中心回转接头能够适用于液压系统比较复杂的车辆，比如越野轮胎起重机。从图7中可以看出，各上径向油道211c(图7-8中仅示出最接近底盘连接段212的上径向油道211c)自套接段211的一端分布至另一端，如此，套接段211上的各上径向油道211c互不干扰，便于与套筒22上的油道连接，实现传递功能。

请继续参考图10-11，图10为图9中C部位的局部放大示意图；图11为图9中D部位的局部放大示意图。

固定体21套接段211的外壁设有环形油道21c，环形油道21c的底部可以开设有倒角21c’，如图11所示。环形油道21c设置倒角21c’后，可以增强环形油道21c两侧的密封台阶21d的强度。在此基础上，要使环形油道21c两侧密封台阶21d达到相同的强度，与背景技术中的环形油道21c相比，本实施例环形油道21c两侧密封台阶21d的的高度可以降低。密封台阶21d的高度与固定体21的整体高度相关，故密封台阶21d高度降低后，固定体21高度相应地予以降低，从而进一步解决背景技术中所述的固定体21较高而导致的一系列技术问题。

另外，固定体21和套筒22之间设有旋转密封24，旋转密封24包括方形密封圈242和密封环241，如图10所示。固定体21套接段211的外壁设有环形凹槽，方形密封圈242和密封环241均置于环形凹槽内，密封环241位于方形密封圈242的外侧(即方形密封圈242靠近环形凹槽的底部)。相较于背景技术中的O形密封圈，方形密封圈242的填充率能够达到0.92，抗变形能力强，泄漏量小，密封环241磨损时，方形密封圈242能够对密封环241起到较大的磨损补偿，因此，旋转密封24泄漏量很小；另外，方形密封圈242作为弹性元件，与密封环241的摩擦面积大，则密封环241不易随套筒22旋转，从而进一步减小密封环241的磨损。可见，方形密封圈242的设置有效解决了各油道液压油窜油的问题。

除了上述多通道中心回转接头，本发明还提供一种轮式起重机，包括上车系统和下车系统，以及处于上车系统和下车系统中传递液压油、电气信号的多通道中心回转接头，多通道中心回转接头为上述任一实施例所述的多通道中心回转接头。由于上述多通道中心回转接头具有上述技术效果，具有该多通道中心回转接头的轮式起重机也具有相同的技术效果，此处不再赘述。

以上对本发明所提供的一种多通道中心回转接头及轮式起重机均进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种多通道中心回转接头，包括固定体(21)和套筒(22)；所述固定体(21)具有与所述套筒(22)配合的套接段(211)，以及用于连接底盘的底盘连接段(212)；所述底盘连接段(212)和所述套接段(211)上设有对应的径向油道，所述固定体(21)设有连通对应的所述径向油道的轴向油道，其特征在于，位于所述套接段(211)上的所述径向油道的横截面长度大于横截面的轴向高度；

所述套接段(211)上最靠近所述底盘连接段(212)的径向油道的横截面面积大于所述套接段(211)上其他径向油道的横截面面积；所述套接段(211)上最靠近所述底盘连接段(212)的径向油道，和所述底盘连接段(212)上对应的径向油道通过至少两条所述轴向油道连通。

2.如权利要求1所述的多通道中心回转接头，其特征在于，所述套接段(211)上所述径向油道的横截面呈长圆形，所述长圆形的长度大于其轴向高度。

3.如权利要求1所述的多通道中心回转接头，其特征在于，所述套接段(211)上最靠近所述底盘连接段(212)的径向油道，和所述底盘连接段(212)上对应的径向油道通过两条所述轴向油道连通。

4.如权利要求3所述的多通道中心回转接头，其特征在于，两所述轴向油道相邻设置；两所述轴向油道横截面的长度之和，与对应的所述径向油道的横截面长度相等，且两所述轴向油道与所述径向油道正对设置。

5.如权利要求1所述的多通道中心回转接头，其特征在于，所述套接段(211)的径向油道与所述底盘连接段(212)上对应的径向油道通过至少两条所述轴向油道连通。

6.如权利要求1-5任一项所述的多通道中心回转接头，其特征在于，所述套接段(211)上设有至少12个所述径向油道，各所述径向油道自所述套接段(211)的一端分布至另一端。

7.如权利要求1-5任一项所述的多通道中心回转接头，其特征在于，所述套接段(211)的外壁设有环形油道(21c)，所述环形油道(21c)的底部开设有倒角(21c’)。

8.如权利要求1-5任一项所述的多通道中心回转接头，其特征在于，所述固定体(21)和所述套筒(22)之间设有旋转密封(24)，所述旋转密封(24)包括密封环(241)和方形密封圈(242)，所述套接段(211)的外壁设有环形凹槽，所述密封环(241)和所述方形密封圈(242)均置于所述环形凹槽内。

9.一种轮式起重机，包括上车系统和下车系统，以及处于所述上车系统和所述下车系统中传递液压油、电气信号的中心回转接头，其特征在于，所述中心回转接头为权利要求1-8任一项所述的多通道中心回转接头。