CN104895860A - 一种液压挖掘装载机回转缓冲总成 - Google Patents

一种液压挖掘装载机回转缓冲总成 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种液压挖掘装载机回转缓冲总成，包括阀块体以及安装在阀块体上的两个组成部件相同、结构布局对称的缓冲插装阀，缓冲插装阀包括阀座、主阀芯、芯杆、活塞、大螺母、大锁紧螺母、小锁紧螺母、调节螺套、调压丝杆和连接套。本发明能在回转机构启动和制动瞬间对其进行缓冲，不仅消除了回转机构开始转动瞬间引起的整车晃动，而且消除了回转机构停止瞬间反复晃动及整车晃动，同时消除了回转机构启动和制动引起的液压冲击，确保回转机构启动、制动平稳，增强了整车工作时的稳定性，提高了驾驶员的舒适度和工作效率；对液压系统而言，减弱了液压系统冲击压力峰值，对液压系统元件起到保护作用，延长了液压系统元件寿命及整车的使用期限。

Description

一种液压挖掘装载机回转缓冲总成
技术领域
本发明涉及一种回转缓冲装置，具体是一种液压挖掘装载机回转缓冲总成，属于液压挖掘装载机回转缓冲技术领域。
背景技术
挖掘装载机作为一种用途非常广泛的工程机械，其挖掘回转机构液压系统是通过液压泵、多路换向阀、回转油缸以及铰接支架等来驱动挖掘机构做回转运动的。在实际工作过程中，回转机构需频繁启动和制动，由于回转机构启动和制动惯性原因，易造成回转机构启动和制动时严重影响整车的稳定性，特别是在制动过程，当驾驶员松开手柄时，多路阀也恢复中位，此时油缸至多路阀形成一个封闭腔，由于回转机构的惯性，回转机构要继续运动，但因液压油的不可压缩性，造成了原来的低压腔迅速变成高压腔，且压力急剧上升，此压力瞬间阻止回转机构继续运动，同时由于瞬间液压冲击，回转机构反弹向相反方向运动，但因反向液压回路也是一个封闭腔，此封闭腔急剧上升的压力又瞬间阻止回转机构运动，回转机构再次反弹且向相反方向运动，这样压力反复作用造成了回转机构的左右晃动，一般会晃动三个循环以上后才能恢复稳定，极大地降低了整车工作稳定性，降低了工作效率，且易造成驾驶员疲劳；其次较高的压力冲击对液压系统损害相当严重，特别是对密封件的损坏导致液压油内泄和外漏，也对液压系统其他元件造成不同程度损坏，大大降低了各液压元件的使用寿命。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种液压挖掘装载机回转缓冲总成，能够在回转机构启动和制动瞬间对其进行缓冲，消除回转机构开始转动瞬间引起的整车晃动，消除回转机构停止瞬间反复晃动及整车晃动，消除回转机构启动和制动引起的液压冲击，确保回转机构启动、制动平稳，增强整车工作时的稳定性，提高驾驶员的舒适度和工作效率；对液压系统而言，能够减弱液压系统冲击压力峰值，对液压系统元件起到保护作用，延长液压系统元件寿命及整车的使用期限。
为了实现上述目的，本发明采用的一种液压挖掘装载机回转缓冲总成，包括阀块体以及安装在阀块体上的缓冲插装阀，缓冲插装阀包括缓冲插装阀                                               L和缓冲插装阀 L，缓冲插装阀L和缓冲插装阀 L的组成部件相同，结构布局对称；所述缓冲插装阀L包括阀座、主阀芯、芯杆、活塞、大螺母、大锁紧螺母、小锁紧螺母、调节螺套、调压丝杆和连接套，所述连接套的右端与阀座通过过盈配合连接，左端与调节螺套固定连接；所述主阀芯间隙配合安装在连接套的孔内；主阀芯的右端锥面与阀座接触形成线密封，主阀芯的左端安装有垫片；所述芯杆间隙配合安装在主阀芯的孔内；所述调压丝杆安装在调节螺套内，并通过螺纹与调节螺套连接；所述弹簧的一端与调压丝杆接触，另一端将垫片压在主阀芯上，旋转调压丝杆可调节弹簧的弹力大小；所述大螺母和大锁紧螺母均通过螺纹安装在调节螺套上，调节大锁紧螺母可锁紧调节螺套；所述小锁紧螺母布置在调节螺套的左端，并与调压丝杆螺纹连接，调节小锁紧螺母可锁紧调压丝杆；所述活塞套装在连接套的外圆上；所述阀块体上开有相互贯通的两个纵向布置的腔和两个横向布置的腔，所述缓冲插装阀L、缓冲插装阀 L分别安装在阀块体上的两个横向腔内。
进一步，所述主阀芯上钻有细小孔e，所述芯杆可在主阀芯内运动，运动至最左端时受调压丝杆限位；所述芯杆的右端加工有三角槽口，与主阀芯形成一个空腔g；通过改变细小孔e的直径及主阀芯内孔与芯杆间配合间隙的大小来调节执行机构的缓冲距离。
进一步，所述连接套上钻有细小孔f，弹簧腔通过细小孔f与h腔连接，h腔由连接套、活塞、调节螺套、大螺母共同形成，通过改变细小孔f直径大小调节执行机构的缓冲距离。
优选地，所述活塞一端受调节螺套接触限位，另一端受阀块体接触限位，且形成端面机械密封；通过旋转调节螺套调节活塞的行程，活塞的行程与执行机构的缓冲距离成正比关系。
优选地，所述阀座上安装有保护圈和O型圈，O型圈与阀座、阀块体接触形成密封，将两个纵向腔隔开。
优选地，所述活塞内孔安装有O型圈和保护圈，且整体套在连接套外圆上。
优选地，所述大螺母上安装有O型圈 ，O型圈 与大螺母、阀块体接触形成密封，用于防止油液外漏。
优选地，所述调节螺套和大螺母之间安装有O型圈 和保护圈 ，O型圈 与调节螺套、大螺母接触形成密封，用于防止油液外漏。
优选地，所述小锁紧螺母自带塑料密封。
与现有技术相比，本发明通过设置新的阀块体和安装在阀块体上的缓冲插装阀，实现了安全阀功能、缓冲功能、补油功能于一体，能在回转机构启动和制动瞬间对其进行缓冲，不仅消除了回转机构开始转动瞬间引起的整车晃动，而且消除了回转机构停止瞬间反复晃动及整车晃动，同时消除了回转机构启动和制动引起的液压冲击，确保回转机构启动、制动平稳，增强了整车工作时的稳定性，提高了驾驶员的舒适度和工作效率；对液压系统而言，减弱了液压系统冲击压力峰值，对液压系统元件起到保护作用，延长了液压系统元件寿命及整车的使用期限。此外，具有缓冲可调节功能，可进行随时调节，无需更换零件就可改变缓冲距离。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为缓冲插装阀的结构示意图；
图3为缓冲插装阀 的结构示意图；
图4为主阀芯组件的结构示意图；
图5为本发明的液压原理图；
图6为本发明启动时的压力曲线图；
图7为本发明制动时的压力曲线图。
图中：L1、缓冲插装阀，L2、缓冲插装阀，1、阀座，2、保护圈，3、O型圈，4、主阀芯，5、芯杆，6、垫片，7、活塞，8、大螺母，9、O型圈 ，10、保护圈 ，11、大锁紧螺母，12、小锁紧螺母，13、调节螺套，14、调压丝杆，15、O型圈 ，16、弹簧，17、O型圈，18、保护圈，19、连接套，22、阀块体,25、阀座b，26、保护圈，27、O型圈，28、主阀芯b，29、芯杆b，30、垫片b，31、活塞b，32、大螺母b，33、O型圈，34、保护圈，35、大锁紧螺母b，36、小锁紧螺母b，37、调节螺套b，38、调压丝杆b，39、O型圈，40、弹簧b，41、O型圈，42、保护圈，43、连接套b。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1至图4所示，一种液压挖掘装载机回转缓冲总成，包括阀块体22以及安装在阀块体22上的缓冲插装阀，所述缓冲插装阀包括缓冲插装阀L1和缓冲插装阀 L2，所述缓冲插装阀L1包括阀座1、主阀芯4、芯杆5、活塞7、大螺母8、大锁紧螺母11、小锁紧螺母12、调节螺套13、调压丝杆14和连接套19，所述连接套19的右端与阀座1通过过盈配合连接，左端与调节螺套13固定连接；所述主阀芯4间隙配合安装在连接套19的孔内；主阀芯4的右端锥面与阀座1接触形成线密封，主阀芯4的左端安装有垫片6；所述芯杆5间隙配合安装在主阀芯4的孔内；所述调压丝杆14安装在调节螺套13内，并通过螺纹与调节螺套13连接；所述弹簧16的一端与调压丝杆14接触，另一端将垫片6压在主阀芯4上，旋转调压丝杆14可调节弹簧16的弹力大小；所述大螺母8和大锁紧螺母11均通过螺纹安装在调节螺套13上，调节大锁紧螺母11可锁紧调节螺套13；所述小锁紧螺母12布置在调节螺套13的左端，并与调压丝杆14螺纹连接，调节小锁紧螺母12可锁紧调压丝杆14；所述活塞7套装在连接套19的外圆上；所述阀块体22上开有相互贯通的两个纵向布置的腔和两个横向布置的腔，所述缓冲插装阀L1、缓冲插装阀 L2分别安装在阀块体22上的两个横向腔内；所述缓冲插装阀 L2与缓冲插装阀L1的组成部件相同，结构布局对称，如图3所示，缓冲插装阀 L2包括阀座b25、主阀芯b28、芯杆b29、活塞b31、大螺母b32、大锁紧螺母b35、小锁紧螺母b36、调节螺套b37、调压丝杆b38和连接套b43，这些部件的连接关系与缓冲插装阀L1中各部件的连接关系相同。
优选地，所述主阀芯4上钻有细小孔e，所述芯杆5可在主阀芯4内运动，运动至最左端时受调压丝杆14限位；所述芯杆5的右端加工有三角槽口，与主阀芯4形成一个空腔g；通过改变细小孔e的直径及主阀芯4内孔与芯杆5间配合间隙的大小来调节执行机构的缓冲距离。对应的，所述主阀芯b28上也钻有细小孔a，芯杆b29的左端加工有三角槽口，与主阀芯b28形成一个空腔c；通过改变细小孔a的直径及主阀芯b28内孔与芯杆b29间隙配合的大小来调整执行机构的缓冲距离。主阀芯和芯杆的这种组合结构，能输出更加平缓的曲线，进一步提升整车的平稳性。
优选地，所述连接套19上钻有细小孔f，弹簧腔通过细小孔f与h腔连通，h腔由连接套19、活塞7、调节螺套13、大螺母8共同形成，通过改变细小孔f直径大小调节执行机构的缓冲距离。对应的，所述连接套b43上钻有细小孔b，弹簧腔通过细小孔b与d腔连通，d腔是由连接套b43、活塞b31、调节螺套b37和大螺母b32共同形成的腔，通过改变细小孔b直径大小可调节执行机构的缓冲距离。
优选地，缓冲插装阀中的活塞两端受调节螺套和阀块体22的接触限位，且形成端面机械密封，通过旋转调节螺套即可调节活塞的行程，活塞的行程与执行机构的缓冲距离成正比关系。具体是：所述活塞7一端受调节螺套13接触限位，另一端受阀块体22接触限位，形成端面机械密封；通过旋转调节螺套13调节活塞7的行程，活塞7的行程与执行机构的缓冲距离成正比关系。活塞b31一端受调节螺套b37接触限位，另一端受块体22接触限位，且形成端面机械密封；通过旋转调节螺套b37可调节活塞b31的行程，活塞b31的行程与执行机构的缓冲距离成正比关系。
优选地，所述阀座1上安装有保护圈2和O型圈3，O型圈3与阀座1、阀块体22接触形成密封，将两个纵向腔隔开。阀座b25上安装有保护圈26和O型圈27，O型圈27与阀座b25、阀块体22接触形成密封，也用于将两个纵向腔隔开。确保回转机构启动、制动更平稳。
优选地，所述活塞7内孔安装有O型圈17和保护圈18，且整体套在连接套19外圆上；活塞b31内孔安装有O型圈41和保护圈42，且整体套在连接套b43外圆上。使活塞与连接套间密封更紧密，进而提高整机稳定性。
优选地，所述大螺母8上安装有O型圈 15，O型圈 15与大螺母8、阀块体22接触形成密封，用于防止油液外漏。大螺母b32上安装有O型圈39，O型圈39与大螺母b32、阀块体22接触形成密封，用于防止油液外漏。
优选地，所述调节螺套13和大螺母8之间安装有O型圈 9和保护圈 10，O型圈 9与调节螺套13、大螺母8接触形成密封，用于防止油液外漏。所述调节螺套b37和大螺母b32之间安装有O型圈33和保护圈34，O型圈33与调节螺套b37、大螺母b32接触形成密封，用于防止油液外漏。
优选地，所述锁紧螺母12自带塑料密封。
使用前，可先将该回转缓冲总成安装在挖掘装载机的挖掘回转机构液压系统中，具体是将缓冲总成的A1口与多路阀的A口连接，B1口与多路阀的B口连接，A2口与油缸大腔C1口连接，B2口与油缸C2口连接。
启动工况： 挖掘装载机挖掘端作业过程中，当回转机构正转时，如图1所示，油液从A1口进入缓冲模块到达X油道，由于负载原因，X油道压力迅速上升，压力油通过X油道进入缓冲插装阀 L2；如图1和图3所示，第一阶段压力：压力油通过小孔a进入c腔，推动芯杆b29向右运动，此时主阀芯b28受力关系是主阀芯b28前端面积与压力的乘积跟弹簧b40的弹簧力作比较，主阀芯b28瞬间打开，油液从Y油道回油，X油道形成第一节压力；当芯杆b29运动至右端与调压丝杆b38接触后，c腔压力上升，主阀芯b28所受作用力在原来基础上多了一个向左的力，此时主阀芯b28开口减小，X油道形成第二节压力；当油通过芯杆b29与主阀芯b28间隙到达弹簧腔并通过小孔b到达d腔推动活塞b31向左运动，弹簧腔存在一定压力，此时主阀芯b28所受作用力在原来基础上又多了一个向左的作用力，主阀芯b28开口进一步减小，X油道形成第三阶压力；直至活塞b31运动到最左端被迫停止，弹簧腔压力上升直至与主阀芯b28前面压力相等，主阀芯b28开启达到稳态，此时压力就是插装缓冲阀 L2的调定压力，X油道形成第四阶最高压力；在此过程，主阀芯b28的运动情况是开口从最大逐渐变至最小，压力沿一定斜坡逐渐上升至最高压力，也就是延长压力上升时间，避免启动开始时压力很快上升至最高压力造成压力冲击，有效的削减压力峰值，达到平稳启动的效果。
制动工况：回转机构在旋转过程制动时，如图一，多路阀阀芯回至中位，此时回转机构由于惯性继续运动，X油道压力迅速降低，M油道压力迅速升高，压力油通过M油道进入插装缓冲阀L1，如图1和图2所示，第一阶段压力：压力油通过细小孔e进入g腔，推动芯杆5向左运动，此时主阀芯4受力关系是主阀芯4前端面积与压力乘积跟弹簧16弹簧力作比较，主阀芯4瞬间打开，油液从N油道回油，M油道形成第一节压力；当芯杆5运动至左端与调压丝杆14接触后，g腔压力上升，主阀芯4所受作用力在原来基础上多了一个向右的力，此时主阀芯4开口减小，M油道形成第二节压力；当压力油通过芯杆5与主阀芯4的间隙到达弹簧腔，并通过细小孔f到达h腔推动活塞向右运动，弹簧腔存在一定压力，此时主阀芯4所受作用力在原来基础上又多了一个向右的作用力，主阀芯4开口进一步减小，M油道形成第三阶压力；直至活塞7运动到最右端被迫停止，弹簧腔压力上升直至与主阀芯4前面压力相等，主阀芯4开启达到稳态，此时压力就是插装缓冲阀Ⅱ的调定压力，形成第四阶最高压力；在此过程，主阀芯4的运动情况是开口从最大逐渐变至最小，压力沿一定斜坡逐渐上升至最高压力，也就是延长压力上升时间，有效的削减压力峰值，达到平稳制动。同时主阀芯开启流过的流量又补充到N油道，及时补充惯性导致的油缸移动空间，起到补油功能，有效的防止系统吸空，进一步增加整车的稳定性。
由上述结构可见，本发明能在回转机构启动和制动瞬间对其进行缓冲，不仅消除了回转机构开始转动瞬间引起的整车晃动，而且消除了回转机构停止瞬间反复晃动及整车晃动，同时消除了回转机构启动和制动引起的液压冲击，确保回转机构启动、制动平稳，增强了整车工作时的稳定性，提高了驾驶员的舒适度和工作效率；对液压系统而言，减弱了液压系统冲击压力峰值，对液压系统元件起到保护作用，延长了液压系统元件寿命及整车的使用期限。其中的调节螺套本身不仅可调节执行机构的缓冲距离，而且作为调压丝杆的载体调节压力，实现了两种特殊功能于一体。此外，本发明具有缓冲可调节功能，可进行随时调节，无需更换零件就可改变缓冲距离；利于简化回转系统中多路阀结构，可取消多路阀阀片上的过载阀；结构设计合理，紧凑，安装和拆卸方便，调试和维修方便简单；最终使回转机构启动和制动瞬时的缓冲效果得到大幅度改善，整车平稳性得到极大的提升。

Claims (9)

1.一种液压挖掘装载机回转缓冲总成，其特征在于，包括阀块体（22）以及安装在阀块体（22）上的缓冲插装阀，所述缓冲插装阀包括组成部件相同、结构布局对称的缓冲插装阀                                               （L1）和缓冲插装阀 （L2），所述缓冲插装阀（L1）包括阀座（1）、主阀芯（4）、芯杆（5）、活塞（7）、大螺母（8）、大锁紧螺母（11）、小锁紧螺母（12）、调节螺套（13）、调压丝杆（14）和连接套（19），所述连接套（19）的右端与阀座（1）通过过盈配合连接，左端与调节螺套（13）固定连接；所述主阀芯（4）间隙配合安装在连接套（19）的孔内；主阀芯（4）的右端锥面与阀座（1）接触形成线密封，主阀芯（4）的左端安装有垫片（6）；所述芯杆（5）间隙配合安装在主阀芯（4）的孔内；所述调压丝杆（14）安装在调节螺套（13）内，并通过螺纹与调节螺套（13）连接；所述弹簧（16）的一端与调压丝杆（14）接触，另一端将垫片（6）压在主阀芯（4）上，旋转调压丝杆（14）可调节弹簧（16）的弹力大小；所述大螺母（8）和大锁紧螺母（11）均通过螺纹安装在调节螺套（13）上，调节大锁紧螺母（11）可锁紧调节螺套（13）；所述小锁紧螺母（12）布置在调节螺套（13）的左端，并与调压丝杆（14）螺纹连接，调节小锁紧螺母（12）可锁紧调压丝杆（14）；所述活塞（7）套装在连接套（19）的外圆上；所述阀块体（22）上开有相互贯通的两个纵向布置的腔和两个横向布置的腔，所述缓冲插装阀（L1）、缓冲插装阀 （L2）分别安装在阀块体（22）上的两个横向腔内。
2. 根据权利要求1所述的一种液压挖掘装载机回转缓冲总成，其特征在于，所述主阀芯（4）上钻有细小孔e，所述芯杆（5）可在主阀芯（4）内运动，运动至最左端时受调压丝杆（14）限位；所述芯杆（5）的右端加工有三角槽口，与主阀芯（4）形成一个空腔g；通过改变细小孔e的直径及主阀芯（4）内孔与芯杆间配合间隙的大小来调节执行机构的缓冲距离。
3. 根据权利要求1所述的一种液压挖掘装载机回转缓冲总成，其特征在于，所述连接套（19）上钻有细小孔f，弹簧腔通过细小孔f与h腔连接，h腔由连接套（19）、活塞（7）、调节螺套（13）、大螺母（8）共同形成，通过改变细小孔f直径大小调节执行机构的缓冲距离。
4. 根据权利要求1所述的一种液压挖掘装载机回转缓冲总成，其特征在于，所述活塞（7）一端受调节螺套（13）接触限位，另一端受阀块体（22）接触限位，且形成端面机械密封；通过旋转调节螺套（13）调节活塞（7）的行程，活塞（7）的行程与执行机构的缓冲距离成正比关系。
5. 根据权利要求1所述的一种液压挖掘装载机回转缓冲总成，其特征在于，所述阀座（1）上安装有保护圈（2）和O型圈（3），O型圈（3）与阀座（1）、阀块体（22）接触形成密封，将两个纵向腔隔开。
6. 根据权利要求1所述的一种液压挖掘装载机回转缓冲总成，其特征在于，所述活塞（7）内孔安装有O型圈（17）和保护圈（18），且整体套在连接套（19）外圆上。
7. 根据权利要求1所述的一种液压挖掘装载机回转缓冲总成，其特征在于，所述大螺母（8）上安装有O型圈 （15），O型圈 （15）与大螺母（8）、阀块体（22）接触形成密封，用于防止油液外漏。
8. 根据权利要求1所述的一种液压挖掘装载机回转缓冲总成，其特征在于，所述调节螺套（13）和大螺母（8）之间安装有O型圈 （9）和保护圈 （10），O型圈 （9）与调节螺套（13）、大螺母（8）接触形成密封，用于防止油液外漏。
9. 根据权利要求1所述的一种液压挖掘装载机回转缓冲总成，其特征在于，所述小锁紧螺母（12）自带塑料密封。
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