CN113882460A - 一种挖掘机回转工作装置用补偿器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种挖掘机回转工作装置用补偿器，解决挖掘机作业循环中装车作业回转+动臂提升复合动作协调性以及回转联流量的优先分配的问题。当转台回转至装车位置时，动臂的举升能够保证挖掘机铲斗的物料到达安全装车的高度而不发生碰撞。所设计的补偿器由一个柱塞组件与一个滑阀阀芯组件共同构成，通过工作联阀体油路将工作联回转阀芯节流口后压力，回转马达负载压力、信号压力分别引入补偿器的三个压力容腔，实现一个补偿器同时满足挖掘机左侧与右侧回转的需求。在补偿器的控制边上设计有连通补偿器两侧容腔的节流口，当回转联补偿器运动至关闭位置后，回转联阀芯换向时仍有流量流向回转马达，当工作装置重载条件下流量分配的协调性。

Description

一种挖掘机回转工作装置用补偿器

技术领域

本发明属于工程机械技术领域，具体涉及一种挖掘机回转工作装置用补偿器。

背景技术

液压挖掘机回转与动臂提升的复合动作时间约占据挖掘机装车作业循环时间的20％～25％，其作业协调性对整机工作效率影响显著。在挖掘机装车作业过程中，协调性问题会导致当转台回转至装车位置但动臂未能提升到卸料高度，造成铲斗与运载卡车碰撞的危险，而通过人为控制动作协调性会迅速造成驾驶员操作疲劳，降低作业效率。此外当挖掘机工作装置如动臂、斗杆等载荷较重且需要流量优先流向回转时，传统的负载敏感多路阀按比例分流的特点无法满足操作要求。

挖掘机液压系统在协调动臂与回转复合动作以及解决重载条件下回转流量优先分配等问题时采取了以下3种方式。

1、在动臂与回转复合动作时将一固定节流口接入回转马达主油路之前，通过节流作用限制流向回转马达的流量，增大进入动臂的流量，从而保证动作的协调性。该方法主要应用于节流系统中，虽然可以达到限制进入回转马达流量的目的，但是由于节流系统在该复合动作条件下系统流量为最大流量，多余的流量会造成附加的溢流损失与节流损失，系统能量损耗大，经济性较差。

2、液压阀动臂联与回转联均采用电控方式，在动臂与回转复合动作时控制阀芯开口量调节系统流量分配，通过限制进入回转的流量，增加进入动臂的流量保证动作协调性，但由于电控方式需要在多路阀先导系统中增加电比例减压阀，压力传感器以及相应的控制程序，导致液压系统的成本增加，控制复杂程度增加，系统可靠性降低。

3、液压阀动臂联与回转联通过液压桥路来调节先导控制压力控制阀芯的换向速度，达到控制流量优先分配的目的。在实际使用过程中，因先导控制桥路因压力等级低，易受到外界环境变化影响，控制的一致性较差；此外，因桥路的节流作用对阀芯的响应速度有较大影响，使用效果并不理想。

以上三种方式在解决回转与动臂复合动作协调性时均存在不同程度的制约，现有负载敏感系统大量采用先导控制电液比例减压阀与压力传感器并配合电控程序来解决该问题。控制的复杂程度与系统成本均偏高，技术难度大，产品在市场中缺乏竞争力。

现有技术的缺点：

1、节流系统动臂与回转复合动作条件下主泵流量为最大流量，主泵供油流量高于需求流量造成附加溢流损失与节流损失，导致挖掘机作业能耗高，经济性差。

2、目前负载敏感系统采用电控方式解决动臂与回转复合动作的协调性问题，系统复杂程度高，成本增加幅度大，可靠性偏低，降低了产品的市场竞争力。

3、通过先导压力调节阀芯换向速度解决动臂回转复合动作协调性，存在动作一致性差，动作响应速度偏慢等问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种挖掘机回转工作装置用补偿器，通过液压阀零部件的机械结构解决挖掘机作业循环中装车作业回转+动臂提升复合动作流量分配问题，液压系统在不增加先导电液比例减压阀与压力传感器的情况下，通过引入负载压力控制阀芯两端压差来控制通过回转联阀芯的流量，保证复合动作的协调性，提高挖掘机作业效率；在补偿器的控制边上设计有连通补偿器两侧容腔的节流口，当回转联补偿器运动至关闭位置后，回转联阀芯换向时仍有流量流向回转马达。当工作装置重载条件下流量分配仍可以满足复合动作的需求。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

本发明提供一种挖掘机回转工作装置用补偿器，包括回转补偿器组件、回转补偿器柱塞组件和回转信号减压阀，回转补偿器组件设有补偿器第一油口、补偿器第二油口、补偿器压力容腔、回转补偿器阀芯、回转补偿器压力作用面、回转补偿器节流口、回转补偿器压力作用面、补偿器节流口、回转补偿器第三油口、回转补偿器第四油口、回转补偿器第五油口、回转补偿器第六油口和减压阀堵头；回转信号减压阀设有减压阀第一油口、减压阀第二油口、减压阀第一压力作用面、减压阀第二压力作用面、减压阀弹簧、回转信号减压阀阀芯和减压阀第三油口；回转补偿器阀芯设有轴向中空孔，回转信号减压阀阀芯设于轴向中空孔内，减压阀堵头设于轴向中空口的端部，减压阀堵头用于限制回转信号减压阀阀芯行程，回转信号减压阀阀芯外围设有减压阀弹簧；回转补偿器柱塞组件设有调节柱塞阀套、回转补偿器调节柱塞、柱塞节流口、柱塞第一压力作用面、柱塞第二压力作用面、柱塞压力容腔和柱塞油口，回转补偿器调节柱塞滑动设于调节柱塞阀套内，柱塞油口通过柱塞节流口与柱塞压力容腔相连通。

进一步地，还包括回转换向节流阀，所述回转换向节流阀设有节流阀第一油口、节流阀第二油口、节流阀第三油口、节流阀第四油口、节流阀第五油口、节流阀第六油口、节流阀第七油口、节流阀第一压力作用容腔、节流阀第二压力作用容腔、节流阀第一油路、节流阀第二油路、节流阀第一比例节流口、节流阀第二比例节流口、节流阀第二油路和回转换向节流阀阀芯；油口P经节流阀第一油口与回转换向节流阀连接；回转换向节流阀经过节流阀第二油口、补偿器第一油口与回转补偿器阀芯连接；补偿器第一油口压力经过节流阀节流孔作用于回转补偿器阀芯回转补偿器压力作用面，节流阀第四油口连接油口BS，节流阀第五油口连接至油口AS，控制压力油口XAs与节流阀第一压力作用容腔连接，控制压力油口XBs与节流阀第二压力作用容腔连接。

进一步地，节流阀第一比例节流口和节流阀第二比例节流口设于回转换向节流阀阀芯上同一凸肩的反向位置。

进一步地，还包括开关阀，开关阀设有开关阀第一油口和开关阀第二油口，开关阀第一油口连接减压阀第二油口，开关阀第一油口通过开关阀连接至开关阀第二油口，开关阀第二油口通过柱塞节流口作用于回转补偿器调节柱塞的柱塞第一压力作用面。

进一步地，还包括单向阀，单向阀设有单向阀第一油口和单向阀第二油口，回转补偿器阀芯经补偿器第二油口、单向阀第一油口同单向阀连接，单向阀经单向阀第二油口、节流阀第三油口与回转换向节流阀连接，节流阀第三油口经节流阀第六油口与补偿器压力容腔连接，补偿器压力容腔压力分别作用于回转补偿器调节柱塞的柱塞第二压力作用面，回转补偿器柱塞回转补偿器压力作用面，节流阀第三油口经节流阀第七油口与回油口T连接。

进一步地，还包括节流孔，节流孔设有节流孔第一油口和节流孔第二油口，油口P与节流孔第一油口连接并经过节流孔连接节流孔第二油口，节流孔第二油口连接减压阀第一油口，减压阀第一油口连接减压阀第二油口，减压阀第二油口压力经油路作用于减压阀第二压力作用面，减压阀第一压力作用面连接单向阀第一油口。

进一步地，还包括动臂换向节流阀、动臂补偿器阀芯和动臂信号减压阀，动臂换向节流阀设有动臂节流阀第一油口、动臂节流阀第二油口、动臂节流阀第三油口、动臂节流阀第四油口、动臂节流阀第五油口、动臂节流阀第六油口、动臂节流阀第一压力作用容腔、动臂节流阀第一压力作用面、动臂节流阀第二压力作用容腔、动臂节流阀比例节流口和动臂节流阀油路；所述动臂补偿器阀芯设有动臂补偿器阀芯第一油口、动臂补偿器阀芯第二油口、动臂补偿器阀芯节流口、动臂补偿器阀芯压力作用面、动臂补偿器阀芯节流孔、动臂补偿器阀芯压力作用面；动臂信号减压阀设有动臂信号减压阀第一油口、动臂信号减压阀第二油口、动臂信号减压阀第一压力作用面、动臂信号减压阀第二压力作用面和动臂信号减压阀弹簧；油口P经动臂节流阀第一油口与动臂换向节流阀连接；动臂换向节流阀经过动臂节流阀第二油口、动臂补偿器阀芯第一油口与动臂补偿器阀芯连接；动臂补偿器阀芯第一油口压力经过动臂补偿器阀芯节流孔作用于动臂补偿器阀芯的动臂补偿器阀芯压力作用面，动臂补偿器阀芯经动臂补偿器阀芯第二油口、动臂节流阀第三油口与动臂换向节流阀连接，动臂节流阀第三油口经动臂节流阀第六油口与回油口T连接，动臂节流阀第四油口连接油口Ab，动臂节流阀第五油口连接油口Bb，节流孔第二油口连接动臂信号减压阀第一油口，动臂信号减压阀第一油口经过动臂信号减压阀连接至动臂信号减压阀第二油口，动臂信号减压阀第二油口压力经油路作用于动臂信号减压阀动臂信号减压阀第二压力作用面，动臂信号减压阀动臂信号减压阀第一压力作用面连接动臂补偿器阀芯第二油口，控制压力油口XBb与动臂换向节流阀动臂节流阀第一压力作用容腔连接，控制压力油口XAb与动臂换向节流阀动臂节流阀第二压力作用容腔连接。

进一步地，还包括阀体，阀体设有阀体油道，阀体油道分别连接补偿器压力容腔与柱塞压力容腔。

进一步地，阀体还设有补偿阀阀孔、单向阀阀孔、换向节流阀阀孔、主油口P、工作油口A、工作油口B、回油油口T、阀体第一油道、阀体第二油道、阀体第三油道、阀体第四油道；主油口P与阀体第二油道连通，阀体第三油道与补偿器第一油口连通，阀体第四油道与补偿器第二油口连通，阀体第一油道、阀体油道与补偿器压力容腔连通，阀体第三油道连通补偿阀阀孔与换向节流阀阀孔，阀体油道连通补偿阀阀孔、单向阀阀孔和换向节流阀阀孔。

进一步地，回转补偿器组件和回转补偿器柱塞组件通过阀体堵头安装于补偿阀阀孔内。

本发明具备的有益效果：

1、所设计的补偿器由一个回转补偿器柱塞组件与一个滑阀结构的回转补偿器组件共同构成，并安装于阀体内，通过阀体的内部油路将回转换向节流阀阀芯上两个比例节流口后压力，通过油口引入回转补偿阀芯信号容腔；将回转马达负载压力通过油道引入阀体的压力容腔，将Ls信号压力引入回转补偿器柱塞组件压力容腔，实现单一补偿器同时满足挖掘机双侧回转的流量控制需求。

2、在回转补偿器阀芯的控制边上设计有连通补偿器两侧容腔的节流口，当回转补偿器阀芯运动至关闭位置后，回转换向节流阀芯换向时仍有流量流向回转马达，保障工作装置重载条件下流量分配的协调性。

3、通过调整回转补偿器柱塞组件中的回转补偿器柱塞的直径值，可以满足不同条件下动臂起升与回转的流量分配需求。

4、该补偿器相较于其它的补偿器结构形式，调节灵活性与适应性更好，结构简单，生产成本更低。

附图说明

图1为回转补偿器应用于负载敏感多路阀的原理示意图；

图2为回转补偿器组件装配结构剖面示意图；

图3为回转补偿器柱塞组件装配结构剖面示意图；

图4为回转换向节流阀结构示意图；

图5为回转联阀体的结构剖面示意图；

图6为回转补偿器应用于回转联的总装配结构剖面示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

图1所示为本发明中回转工作装置用补偿器应用于负载敏感多路阀的原理图。该原理图包括：回转换向节流阀1，回转补偿器组件2，回转补偿器柱塞组件3，回转信号减压阀4，开关阀5，单向阀6，节流孔7，动臂换向节流阀8，动臂补偿器阀芯9，动臂信号减压阀10，以及连通上述各种零部件的油道。该回转工作装置用补偿器液压系统的油路连接方式为：油口P经节流阀第一油口101与回转换向节流阀1连接；回转换向节流阀1经过节流阀第二油口102、补偿器第一油口201与回转补偿器阀芯213连接；补偿器第一油口201压力经过节流孔205作用于回转补偿器阀芯213回转补偿器压力作用面204。回转补偿器阀芯213经补偿器第二油口202、单向阀第一油口601同单向阀6连接，单向阀6经单向阀第二油口602、节流阀第三油口103与回转换向节流阀1连接，节流阀第三油口103经节流阀第六油口106与补偿器压力容腔203连接，补偿器压力容腔203压力分别作用于回转补偿器调节柱塞302的柱塞第二压力作用面305，回转补偿器柱塞回转补偿器压力作用面206，节流阀第三油口103经节流阀第七油口107与回油口T连接。油口104连接至油口BS，节流阀第五油口105连接至油口AS。油口P与节流孔第一油口701连接并经过节流孔7连接至节流孔第二油口702，节流孔第二油口702连接至减压阀第一油口401，减压阀第一油口401经过回转信号减压阀4连接至减压阀第二油口402，减压阀第二油口402压力经油路作用于回转信号减压阀4减压阀第二压力作用面404，减压阀第一压力作用面403连接至单向阀第一油口601。控制压力油口XAs与回转换向节流阀1节流阀第一压力作用容腔108连接，控制压力油口XBs与回转换向节流阀1节流阀第二压力作用容腔109连接。减压阀第二油口402连接开关阀第一油口501，通过开关阀5连接至开关阀第二油口502，开关阀第二油口502通过柱塞节流口303作用于回转补偿器调节柱塞302的柱塞第一压力作用面304。

油口P经动臂节流阀第一油口801与动臂换向节流阀8连接；动臂换向节流阀8经过动臂节流阀第二油口802、动臂补偿器阀芯第一油口901与动臂补偿器阀芯9连接；动臂补偿器阀芯第一油口901压力经过动臂补偿器阀芯节流孔905作用于动臂补偿器阀芯9的动臂补偿器阀芯压力作用面904。动臂补偿器阀芯9经动臂补偿器阀芯第二油口902、动臂节流阀第三油口803同动臂换向节流阀8连接，动臂节流阀第三油口803经动臂节流阀第六油口806与回油口T连接。动臂节流阀第四油口804连接至油口Ab，动臂节流阀第五油口805连接至油口Bb。节流孔第二油口702连接至动臂信号减压阀第一油口1001，动臂信号减压阀第一油口1001经过动臂信号减压阀10连接至动臂信号减压阀第二油口1002，动臂信号减压阀第二油口1002压力经油路作用于动臂信号减压阀10动臂信号减压阀第二压力作用面1004，动臂信号减压阀10动臂信号减压阀第一压力作用面1003连接至动臂补偿器阀芯第二油口902。控制压力油口XBb与动臂换向节流阀8动臂节流阀第一压力作用容腔807连接，控制压力油口XAb与动臂换向节流阀8动臂节流阀第二压力作用容腔809连接。

该回转补偿器工作原理为：回转换向节流阀1单独动作，XBs油口压力经油道作用于回转换向节流阀1压力作用面109，使换向节流阀1处于右工作位，液压油从油口P油口、节流阀第一油口101、节流阀第一比例节流口113、节流阀第二油口102、补偿器第一油口201、回转补偿器阀芯213、补偿器第二油口202、单向阀第一油口601、单向阀6、单向阀第二油口602、油路114、油口Bs进入回转马达。回转马达As流出油液通过节流阀第五油口105、节流阀第二油路115，节流阀第七油口107流回至T口。回转负载压力通过单向阀第一油口601作用于回转信号减压阀4的减压阀第一压力作用面403与减压阀弹簧405共同与减压阀第二压力作用面404作用的减压阀第二油口402的压力相平衡，减压阀弹簧405为弱弹簧，用于补偿因液压系统管路损失与阀体内流道损失造成的信号压力衰减所引起的比例节流口设定压差下降的问题。减压阀第二油口402压力通过开关阀第一油口501、开关阀5、开关阀第二油口502、柱塞节流口303作用于回转补偿器调节柱塞302的柱塞第一压力作用面304与柱塞第二压力作用面305上所作用的补偿器压力容腔203压力相互平衡，因减压阀第二油口402压力为单向阀第一油口601与减压阀弹簧405设定压力之和，回转补偿器调节柱塞302柱塞第一压力作用面304的压力高于柱塞第二压力作用面305的压力，故回转补偿器调节柱塞302在回转补偿器调节柱塞302两端压差的作用下与回转补偿器阀芯213回转补偿器压力作用面206相接触，回转补偿器调节柱塞302截面积小于回转补偿器阀芯213的截面积。回转补偿器调节柱塞302的作用力与补偿器压力容腔203压力作用于回转补偿器柱塞回转补偿器压力作用面206的作用力共同与回转补偿器柱塞3回转补偿器压力作用面204作用力动态平衡保证，保证补偿器第一油口201与反馈至变量泵的液压阀Ls油口压力为准确的回转负载压力。此时，节流阀第一比例节流口113两端压差值为变量泵设定的恒定补偿压力差值△P，节流阀第一比例节流口113控制流量仅与开口面积成比例，实现换向节流阀1对流量控制的负载无关特性。回转换向节流阀1单独动作，XAs油口压力经油道作用于回转换向节流阀1压力作用面108，使换向节流阀1处于左工作位，液压油从油口P油口、节流阀第一油口101、比例节流口110、节流阀第二油口102、补偿器第一油口201、回转补偿器阀芯213、补偿器第二油口202、单向阀第一油口601、单向阀6、单向阀第二油口602、节流阀第一油路111、油口As进入回转马达。回转马达Bs流出油液通过油口104、油路112，节流阀第七油口107流回至T口。回转换向节流阀1左工作位与右工作位为对称设计，其余回路工作原理与右工作位相同。

当油口Pns无压力，减压阀第二油口402通过开关阀第一油口501、开关阀5、开关阀第二油口502、油口Ls对应油道连接至动臂信号减压阀第二油口1002，减压阀第二油口402压力与动臂信号减压阀第二油口1002压力相同。回转换向节流阀1与动臂换向节流阀8同时动作，XBs油口压力经油道作用于回转换向节流阀1压力作用面109，使换向节流阀1处于右工作位，液压油从油口P油口、节流阀第一油口101、节流阀第一比例节流口113、节流阀第二油口102、补偿器第一油口201、回转补偿器阀芯213、补偿器第二油口202、单向阀第一油口601、单向阀6、单向阀第二油口602、油路114、油口Bs进入回转马达。回转负载压力通过单向阀第一油口601作用于回转信号减压阀4的减压阀第一压力作用面403与减压阀弹簧405共同与减压阀第二压力作用面404作用的减压阀第二油口402的压力相平衡，减压阀第二油口402压力通过开关阀第一油口501、开关阀5、开关阀第二油口502连接至Ls信号油路并筛选出最高负载压力作为Ls信号压力，Ls信号压力通过柱塞节流口303作用于回转补偿器调节柱塞302的柱塞第一压力作用面304与柱塞第二压力作用面305上所作用的补偿器压力容腔203压力相互平衡，因减压阀第二油口402压力为单向阀第一油口601与减压阀弹簧405设定压力之和，回转补偿器调节柱塞302柱塞第一压力作用面304的压力高于柱塞第二压力作用面305的压力，故回转补偿器调节柱塞302在两端压差的作用下与回转补偿器阀芯213回转补偿器压力作用面206相接触，回转补偿器调节柱塞302截面积小于回转补偿器阀芯213的截面积。回转补偿器调节柱塞302的作用力与补偿器压力容腔203压力作用于回转补偿器柱塞回转补偿器压力作用面206的作用力共同与回转补偿器柱塞3回转补偿器压力作用面204作用力动态平衡保证，补偿器第一油口201压力与与减压阀第二油口402、Ls油口压力相同。

XAb油口压力经油道作用于动臂换向节流阀8动臂节流阀第一压力作用面808，使动臂换向节流阀8处于右工作位，液压油从油口P、动臂节流阀第一油口801、动臂节流阀比例节流口812、动臂节流阀第二油口802、动臂补偿器阀芯第一油口901、动臂补偿器阀芯9、动臂节流阀第三油口803、动臂节流阀油路813、动臂节流阀第四油口804、油口Ab进入油缸推动油缸伸出。动臂负载压力通过动臂补偿器阀芯第二油口902作用于动臂信号减压阀10的动臂信号减压阀第一压力作用面1003与动臂信号减压阀弹簧1005共同与动臂信号减压阀第二压力作用面1004作用的动臂信号减压阀第二油口1002的压力相平衡，动臂信号减压阀第二油口1002连接至油口Ls，并通过动臂补偿器阀芯节流口903作用于动臂补偿器阀芯的动臂补偿器阀芯压力作用面906与动臂补偿器阀芯压力作用面904上所作用的动臂补偿器阀芯第一油口901压力动态平衡，动臂补偿器阀芯第一油口901压力与动臂信号减压阀第二油口1002、Ls油口压力相同。动臂信号减压阀弹簧1005与减压阀弹簧405规格相同，当单向阀第一油口601压力高于动臂补偿器阀芯第二油口902压力，减压阀第二油口402压力、动臂信号减压阀第二油口1002压力、油口1004压力、动臂补偿器阀芯9的动臂补偿器阀芯压力作用面906压力相同。动臂信号减压阀第二压力作用面1004压力高于动臂信号减压阀第一压力作用面1003压力，动臂信号减压阀10工作于左侧关闭位。动臂补偿器阀芯第一油口901与补偿器第一油口201压力相同，动臂节流阀第一油口801与节流阀第一油口101压力相同，节流阀第一比例节流口113与动臂节流阀比例节流口812两端压差相同，流过节流阀第一比例节流口113与动臂节流阀比例节流口812的流量比例与比例节流口通流面积的比例相同。

当油口Pns施加压力，开关阀5换向，通过开关阀第一油口501与开关阀第二油口502通道关闭，减压阀第二油口402至Ls油口的通道关闭。回转换向节流阀1与动臂换向节流阀8同时动作，XBs油口压力经油道作用于回转换向节流阀1压力作用面109，使换向节流阀1处于右工作位，液压油从油口P油口、节流阀第一油口101、节流阀第一比例节流口113、节流阀第二油口102、补偿器第一油口201、回转补偿器阀芯213、补偿器第二油口202、单向阀第一油口601、单向阀6、单向阀第二油口602、油路114、油口Bs进入回转马达。因减压阀第二油口402至Ls油口的通道关闭，此时Ls油口、动臂信号减压阀第二油口1002、回转补偿器调节柱塞302柱塞第一压力作用面304压力相同。当单向阀第一油口601压力高于动臂补偿器阀芯第二油口902压力时，补偿器压力容腔203压力与单向阀第一油口601压力相同，回转补偿器调节柱塞302柱塞第二压力作用面305压力高于柱塞第一压力作用面304，回转补偿器调节柱塞302向左移动与回转补偿器阀芯213回转补偿器压力作用面206分离，补偿器第一油口201压力、补偿器第二油口202压力、单向阀第一油口601压力，单向阀第二油口602压力，补偿器压力容腔203压力相同。油口Ls压力与动臂信号减压阀第二油口1002压力相同，P口压力为动臂信号减压阀第二油口1002压力与主泵设定补偿压力之和，因单向阀第一油口601压力高于动臂补偿器阀芯第二油口902压力，即补偿器第一油口201压力高于动臂补偿器阀芯第二油口902压力，此时节流阀第一比例节流口113与动臂节流阀比例节流口812两端压差相同，流过节流阀第一比例节流口113前后压差值小于动臂节流阀比例节流口812前后压差值，流量优先流过动臂节流阀比例节流口812。当单向阀第一油口601压力随回转压力逐渐下降，节流阀第一比例节流口113两端压差增加，流过节流阀第一比例节流口113的流量增大，回转马达加速。当单向阀第一油口601压力低于动臂补偿器阀芯第二油口902压力时，回转补偿器调节柱塞302柱塞第一压力作用面304压力高于柱塞第二压力作用面305，回转补偿器调节柱塞302向右移动与回转补偿器阀芯213回转补偿器压力作用面206相接触，因回转补偿器调节柱塞302截面积小于回转补偿器阀芯213的截面积，此时补偿器第一油口201压力为动臂信号减压阀第二油口1002压力即Ls口压力与单向阀第一油口601作用于回转补偿器调节柱塞302与回转补偿器阀芯213截面积之差的环形面积上的等效压力，节流阀第一比例节流口113两端压差继续增加，流过节流阀第一比例节流口113的流量持续增大，回转持续加速，保持与动臂复合动作的协调性。

回转换向节流阀1为对称设计，当油口XAs施加压力时，复合动作原理与油口XBs施加压力时相同。

当动臂换向节流阀1油口XBb施加压力时，如油口Bb负载压力条件与油口Ab相似，复合动作原理与油口XAb施加压力时相同。

当油口Pns无压力

减压阀第二油口402通过开关阀第一油口501、开关阀5、开关阀第二油口502、油口Ls对应油道连接至动臂信号减压阀第二油口1002，减压阀第二油口402压力与动臂信号减压阀第二油口1002压力相同。

回转换向节流阀1与动臂换向节流阀8同时动作，XBs油口压力经油道作用于回转换向节流阀1压力作用面109，使换向节流阀1处于右工作位，液压油从油口P、节流阀第一油口101、节流阀第一比例节流口113、节流阀第二油口102、补偿器第一油口201、回转补偿器阀芯213、补偿器第二油口202、单向阀第一油口601、单向阀6、单向阀第二油口602、油路114、油口Bs进入回转马达。回转负载压力通过单向阀第一油口601作用于回转信号减压阀4的减压阀第一压力作用面403与减压阀弹簧405共同与减压阀第二压力作用面404作用的减压阀第二油口402的压力相平衡，减压阀第二油口402压力通过开关阀第一油口501、开关阀5、开关阀第二油口502、柱塞节流口303作用于回转补偿器调节柱塞302的柱塞第一压力作用面304与柱塞第二压力作用面305上所作用的补偿器压力容腔203压力相互平衡，因减压阀第二油口402压力为单向阀第一油口601与减压阀弹簧405设定压力之和，回转补偿器调节柱塞302柱塞第一压力作用面304的压力高于柱塞第二压力作用面305的压力，故回转补偿器调节柱塞302在回转补偿器调节柱塞302两端压差的作用下与回转补偿器阀芯213回转补偿器压力作用面206相接触，回转补偿器调节柱塞302截面积小于回转补偿器阀芯213的截面积。回转补偿器调节柱塞302的作用力与补偿器压力容腔203压力作用于回转补偿器柱塞回转补偿器压力作用面206的作用力共同与回转补偿器柱塞3回转补偿器压力作用面204作用力动态平衡保证，补偿器第一油口201压力与与减压阀第二油口402、Ls油口压力相同。XAb油口压力经油道作用于动臂换向节流阀8动臂节流阀第一压力作用面808，使动臂换向节流阀8处于右工作位，液压油从油口P、动臂节流阀第一油口801、动臂节流阀比例节流口812、动臂节流阀第二油口802、动臂补偿器阀芯第一油口901、动臂补偿器阀芯9、动臂节流阀第三油口803、动臂节流阀油路813、动臂节流阀第四油口804、油口Ab进入油缸推动油缸伸出。动臂负载压力通过动臂补偿器阀芯第二油口902作用于动臂信号减压阀10的动臂信号减压阀第一压力作用面1003与动臂信号减压阀弹簧1005共同与动臂信号减压阀第二压力作用面1004作用的动臂信号减压阀第二油口1002的压力相平衡，动臂信号减压阀第二油口1002连接至油口Ls，并通过动臂补偿器阀芯节流口903作用于动臂补偿器阀芯的动臂补偿器阀芯压力作用面906与动臂补偿器阀芯压力作用面904上所作用的动臂补偿器阀芯第一油口901压力动态平衡，动臂补偿器阀芯第一油口901压力与动臂信号减压阀第二油口1002、Ls油口压力相同。动臂信号减压阀弹簧1005与减压阀弹簧405规格相同。当动臂补偿器阀芯第二油口902压力高于单向阀第一油口601压力，因减压阀第二油口402压力、油口404压力、动臂信号减压阀第二油口1002压力、油口1004压力、动臂补偿器阀芯9的动臂补偿器阀芯压力作用面906压力相同，动臂信号减压阀10减压阀第二压力作用面404压力高于减压阀第一压力作用面403，回转信号减压阀4工作于左侧关闭位。油口P、动臂节流阀第一油口801与节流阀第一油口101压力相同，当回转补偿器柱塞3工作在右位，单向阀第一油口601与回转补偿器柱塞3回转补偿器压力作用面204压力相同，回转补偿器阀芯213在油口303与补偿器压力容腔203压力的共同作用下向关闭方向移动，因回转补偿阀芯控制边设置补偿器节流口207，当回转补偿器阀芯213换向至最大位置时，如仍无法保证补偿器第一油口201与动臂补偿器阀芯第一油口901压力相同，因此时动臂节流阀第一油口801与节流阀第一油口101压力相同，则节流阀第一比例节流口113两端压差值与动臂节流阀比例节流口812两端压差大，流过节流阀第一比例节流口113较动臂节流阀比例节流口812的流量高，保证流量优先流向回转马达。

图2所示为本发明中回转补偿器部件装配结构剖面，该回转补偿器包括回转补偿器阀芯213、回转补偿器压力作用面204、节流孔205、回转补偿器压力柱塞作用面206、回转补偿器第三油口208、回转补偿器第四油口209、回转补偿器第五油口210、回转补偿器第六油口214、减压阀堵头211，回转信号减压阀4，减压阀第一压力作用面403、减压阀第二压力作用面404、减压阀弹簧405。减压阀弹簧405、回转信号减压阀阀芯406装入回转补偿器阀芯213的轴向中空孔212中，减压阀堵头211安装于端部限制回转信号减压阀阀芯406行程。

图3所示为本发明中回转补偿器柱塞装配结构剖面，该回转补偿器柱塞包括调节柱塞阀套301，回转补偿器调节柱塞302，柱塞节流口303，柱塞第一压力作用面304，柱塞第二压力作用面305柱塞压力容腔306，柱塞油口307。回转补偿器调节柱塞302轴向装入调节柱塞阀套301内并可轴向自由滑动，柱塞油口307通过柱塞节流口303与柱塞压力容腔306相连通。

图4所示回转联换向节流阀结构图。在回转换向节流阀阀芯116上，节流阀第一比例节流口113、114在同一凸肩上反向布置，使回转换向节流阀阀芯116在左、右换向位均可以控制液压油的流量大小。

图5所示为本发明中回转联阀体的结构剖面，该回转联阀体包括：阀体11，补偿阀阀孔1108，单向阀阀孔1109，换向节流阀阀孔1110，主油口P，工作油口A、工作油口B，回油油口T，阀体第一油道1103、阀体第二油道1104、阀体第三油道1105、阀体第四油道1106、1107。其连接方式为：P口与阀体第二油道1104连通，阀体第三油道1105与补偿器第一油口201连通，阀体第四油道1106与补偿器第二油口202连通，阀体第一油道1103、阀体油道1107与补偿器压力容腔203连通，阀体第三油道1105连通补偿阀阀孔1108与换向节流阀阀孔1110，阀体油道1107连通补偿阀阀孔1108、单向阀阀孔1109、换向节流阀阀孔1110。

图6为回转工作装置用补偿器应用于负载敏感多路阀回转联的总装配结构剖面图，回转补偿器组件2，回转补偿器柱塞组件3与堵头13安装于补偿阀阀孔8内，形成封闭压力容腔1102，油道1101。单向阀6，堵头12安装于单向阀阀孔1109内，回转换向节流阀芯阀体第四油道1106安装于换向节流阀阀孔1110内。根据图1所示原理图，本发明的实施方案为：1当油口Pns无压力，回转换向节流阀1与动臂换向节流阀8同时动作时，回转负载压力经回转补偿器阀芯213上回转补偿器第六油口214作用在回转信号减压回转信号减压阀阀芯406左侧的减压阀第一压力作用面403上和减压阀弹簧405共同与回转信号减压回转信号减压阀阀芯406右侧减压阀第二压力作用面404压力相平衡。回转补偿器第六油口214与减压阀第一油口401连通，减压阀第一油口401压力通过节流孔7与P口相连通即为P口压力；减压后的压力经由回转补偿器第四油口209、减压阀第二油口402、回转补偿器第五油口210、减压阀第三油口407作用在减压阀第二压力作用面404上。减压阀第二油口402压力通过开关阀第一油口501、开关阀5、开关阀第二油口502连接至Ls信号油路并筛选出最高负载压力作为Ls信号压力，Ls信号压力通过阀体11的内部油路进入油道1101，通过调节柱塞阀套301上柱塞油口307、柱塞节流口303进入柱塞压力容腔306并作用于回转补偿器调节柱塞302的柱塞第一压力作用面304与柱塞第二压力作用面305上所作用的补偿器压力容腔203的压力相互平衡。如回转负载压力高于动臂负载压力作为Ls信号压力，因减压阀第二油口402压力为单向阀第一油口601与减压阀弹簧405设定压力之和，当回转换向节流阀阀芯116换向后，单向阀6开启，阀体第四油道1106、单向阀第一油口601、阀体油道1107与补偿器压力容腔203连通，柱塞第二压力作用面305的压力即为单向阀第一油口601压力。故柱塞第一压力作用面304的压力高于柱塞第二压力作用面305的压力，回转补偿器调节柱塞302在两端压差的作用下与回转补偿器阀芯213回转补偿器压力作用面206相接触。如动臂负载压力高于回转负载压力，同样，柱塞第一压力作用面304的压力高于柱塞第二压力作用面305的压力，回转补偿器调节柱塞302在两端压差的作用下与回转补偿器阀芯213回转补偿器压力作用面206相接触。回转补偿器调节柱塞302截面积小于回转补偿器阀芯213的截面积。回转补偿器调节柱塞302的作用力与补偿器压力容腔203压力作用于回转补偿器柱塞回转补偿器压力作用面206的作用力共同与回转补偿器柱塞3回转补偿器压力作用面204作用力动态平衡保证，补偿器第一油口201压力与减压阀第二油口402、Ls油口压力相同。流过节流阀第一比例节流口113或节流阀第二比例节流口114的流量与比例节流口通流面积呈线性比例关系。

当油口Pns施加压力，开关阀5换向，通过开关阀第一油口501与开关阀第二油口502通道关闭，减压阀第二油口402至Ls油口的通道关闭。回转换向节流阀1与动臂换向节流阀8同时动作，因减压阀第二油口402至Ls油口的通道关闭，此时Ls油口、回转补偿器调节柱塞302柱塞第一压力作用面304压力相同。当回转负载压力即单向阀第一油口601压力高于动臂负载压力即动臂补偿器阀芯第二油口902压力时，补偿器压力容腔203压力与单向阀第一油口601压力相同，回转补偿器调节柱塞302柱塞第二压力作用面305压力高于柱塞第一压力作用面304，回转补偿器调节柱塞302向左移动与回转补偿器阀芯213回转补偿器压力作用面206分离，柱塞压力容腔306中流量从柱塞节流口303、柱塞油口307排出。补偿器第一油口201压力、补偿器第二油口202压力、单向阀第一油口601压力，单向阀第二油口602压力，补偿器压力容腔203压力相同。油口Ls压力与动臂信号减压阀第二油口1002压力相同，P口压力为动臂信号减压阀第二油口1002压力与主泵设定补偿压力之和，因单向阀第一油口601压力高于动臂补偿器阀芯第二油口902压力，即补偿器第一油口201压力高于动臂补偿器阀芯第二油口902压力，此时节流阀第一比例节流口113与动臂节流阀比例节流口812两端压差相同，流过节流阀第一比例节流口113前后压差值小于动臂节流阀比例节流口812前后压差值，流量优先流过动臂节流阀比例节流口812。当单向阀第一油口601压力随回转压力逐渐下降，节流阀第一比例节流口113两端压差增加，流过节流阀第一比例节流口113的流量增大，回转马达加速。当单向阀第一油口601压力低于动臂补偿器阀芯第二油口902压力时，回转补偿器调节柱塞302柱塞第一压力作用面304压力高于柱塞第二压力作用面305，回转补偿器调节柱塞302向右移动与回转补偿器阀芯213回转补偿器压力作用面206相接触，因回转补偿器调节柱塞302截面积小于回转补偿器阀芯213的截面积，此时补偿器第一油口201压力为动臂信号减压阀第二油口1002压力即Ls口压力与单向阀第一油口601作用于回转补偿器调节柱塞302与回转补偿器阀芯213截面积之差的环形面积上的等效压力，节流阀第一比例节流口113两端压差继续增加，流过节流阀第一比例节流口113的流量持续增大，回转持续加速，保持与动臂复合动作的协调性。

当油口Pns无压力，回转换向节流阀1与动臂换向节流阀8同时动作，当动臂补偿器阀芯第二油口902压力高于单向阀第一油口601压力，因减压阀第二油口402压力、油口404压力、动臂信号减压阀第二油口1002压力、油口1004压力、动臂补偿器阀芯9的动臂补偿器阀芯压力作用面906压力相同，动臂信号减压阀10减压阀第二压力作用面404压力高于减压阀第一压力作用面403，回转信号减压阀4工作于左侧关闭位。油口P、动臂节流阀第一油口801与节流阀第一油口101压力相同，当回转补偿器柱塞3工作在右位，单向阀第一油口601与回转补偿器柱塞3回转补偿器压力作用面204压力相同，回转补偿器阀芯213在油口303与补偿器压力容腔203压力的共同作用下向关闭方向移动，因回转补偿阀芯控制边设置补偿器节流口207，当回转补偿器阀芯213换向至最大位置时，如仍无法保证补偿器第一油口201与动臂补偿器阀芯第一油口901压力相同，因此时动臂节流阀第一油口801与节流阀第一油口101压力相同，则节流阀第一比例节流口113两端压差值与动臂节流阀比例节流口812两端压差大，流过节流阀第一比例节流口113较动臂节流阀比例节流口812的流量高，保证流量优先流向回转马达。

本发明的核心在于：提供一种适用于挖掘机负载敏感多路阀的回转联用补偿器，补偿器用于解决挖掘机作业循环中装车作业回转+动臂提升复合动作协调性以及工作装置重载条件下回转联流量的分配问题。挖掘机装车作业当转台回转至装车位置时，动臂的举升能够保证挖掘机铲斗的物料到达安全装车的高度而不发生碰撞。降低复合动作操作的复杂程度，提高整机产能。该回转联用补偿器的结构形式与原理不仅可以应用在挖掘机液压系统，其它工程机械产品，凡是涉及到回转运动与直线运动需要进行流量分配的液压系统均可以应用，均落在本发明要求的保护范围内；同时，凡采用等同替换或等效变换形成的工作方式，均落在本发明要求的保护范围内。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的技术人员应该了解，本发明不受上述具体实施例的限制，上述具体实施例和说明书中的描述只是为了进一步说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种挖掘机回转工作装置用补偿器，其特征在于：包括回转补偿器组件(2)、回转补偿器柱塞组件(3)和回转信号减压阀(4)，回转补偿器组件(2)设有补偿器第一油口(201)、补偿器第二油口(202)、补偿器压力容腔(203)、回转补偿器阀芯(213)、回转补偿器压力作用面(204)、回转补偿器节流口(205)、回转补偿器压力作用面(206)、补偿器节流口(207)、回转补偿器第三油口(208)、回转补偿器第四油口(209)、回转补偿器第五油口(210)、回转补偿器第六油口(214)和减压阀堵头(211)；回转信号减压阀(4)设有减压阀第一油口(401)、减压阀第二油口(402)、减压阀第一压力作用面(403)、减压阀第二压力作用面(404)、减压阀弹簧(405)、回转信号减压阀阀芯(406)和减压阀第三油口(407)；回转补偿器阀芯(213)设有轴向中空孔(212)，回转信号减压阀阀芯(406)设于轴向中空孔(212)内，减压阀堵头(211)设于轴向中空口(212)的端部，减压阀堵头(211)用于限制回转信号减压阀阀芯(406)行程，回转信号减压阀阀芯(406)外围设有减压阀弹簧(405)；回转补偿器柱塞组件(3)设有调节柱塞阀套(301)、回转补偿器调节柱塞(302)、柱塞节流口(303)、柱塞第一压力作用面(304)、柱塞第二压力作用面(305)、柱塞压力容腔(306)和柱塞油口(307)，回转补偿器调节柱塞(302)滑动设于调节柱塞阀套(301)内，柱塞油口(307)通过柱塞节流口(303)与柱塞压力容腔(306)相连通。

2.根据权利要求1所述的一种挖掘机回转工作装置用补偿器，其特征在于：还包括回转换向节流阀(1)，所述回转换向节流阀(1)设有节流阀第一油口(101)、节流阀第二油口(102)、节流阀第三油口(103)、节流阀第四油口(104)、节流阀第五油口(105)、节流阀第六油口(106)、节流阀第七油口(107)、节流阀第一压力作用容腔(108)、节流阀第二压力作用容腔(109)、节流阀第一油路(111)、节流阀第二油路(112)、节流阀第一比例节流口(113)、节流阀第二比例节流口(114)、节流阀第二油路(115)和回转换向节流阀阀芯(116)；油口P经节流阀第一油口(101)与回转换向节流阀(1)连接；回转换向节流阀(1)经过节流阀第二油口(102)、补偿器第一油口(201)与回转补偿器阀芯(213)连接；补偿器第一油口(201)压力经过节流阀节流孔(205)作用于回转补偿器阀芯(213)回转补偿器压力作用面(204)，节流阀第四油口(104)连接油口BS，节流阀第五油口(105)连接至油口AS，控制压力油口XAs与节流阀第一压力作用容腔(108)连接，控制压力油口XBs与节流阀第二压力作用容腔(109)连接。

3.根据权利要求2所述的一种挖掘机回转工作装置用补偿器，其特征在于：节流阀第一比例节流口(113)和节流阀第二比例节流口(114)设于回转换向节流阀阀芯(116)上同一凸肩的反向位置。

4.根据权利要求1所述的一种挖掘机回转工作装置用补偿器，其特征在于：还包括开关阀(5)，开关阀(5)设有开关阀第一油口(501)和开关阀第二油口(502)，开关阀第一油口(501)连接减压阀第二油口(402)，开关阀第一油口(501)通过开关阀5连接至开关阀第二油口(502)，开关阀第二油口(502)通过柱塞节流口(303)作用于回转补偿器调节柱塞(302)的柱塞第一压力作用面(304)。

5.根据权利要求1所述的一种回转工作装置用补偿器，其特征在于：还包括单向阀(6)，单向阀(6)设有单向阀第一油口(601)和单向阀第二油口(602)，回转补偿器阀芯(213)经补偿器第二油口(202)、单向阀第一油口(601)同单向阀(6)连接，单向阀(6)经单向阀第二油口(602)、节流阀第三油口(103)与回转换向节流阀(1)连接，节流阀第三油口(103)经节流阀第六油口(106)与补偿器压力容腔(203)连接，补偿器压力容腔(203)压力分别作用于回转补偿器调节柱塞(302)的柱塞第二压力作用面(305)，回转补偿器柱塞回转补偿器压力作用面(206)，节流阀第三油口(103)经节流阀第七油口(107)与回油口T连接。

6.根据权利要求5所述的一种挖掘机回转工作装置用补偿器，其特征在于：还包括节流孔(7)，节流孔(7)设有节流孔第一油口(701)和节流孔第二油口(702)，油口P与节流孔第一油口(701)连接并经过节流孔(7)连接节流孔第二油口(702)，节流孔第二油口(702)连接减压阀第一油口(401)，减压阀第一油口(401)连接减压阀第二油口(402)，减压阀第二油口(402)压力经油路作用于减压阀第二压力作用面(404)，减压阀第一压力作用面(403)连接单向阀第一油口(601)。

7.根据权利要求1所述的一种挖掘机回转工作装置用补偿器，其特征在于，还包括动臂换向节流阀(8)、动臂补偿器阀芯(9)和动臂信号减压阀(10)，动臂换向节流阀(8)设有动臂节流阀第一油口(801)、动臂节流阀第二油口(802)、动臂节流阀第三油口(803)、动臂节流阀第四油口(804)、动臂节流阀第五油口(805)、动臂节流阀第六油口(806)、动臂节流阀第一压力作用容腔(807)、动臂节流阀第一压力作用面(808)、动臂节流阀第二压力作用容腔(809)、动臂节流阀比例节流口(812)和动臂节流阀油路(813)；所述动臂补偿器阀芯(9)设有动臂补偿器阀芯第一油口(901)、动臂补偿器阀芯第二油口(902)、动臂补偿器阀芯节流口(903)、动臂补偿器阀芯压力作用面(904)、动臂补偿器阀芯节流孔(905)、动臂补偿器阀芯压力作用面(906)；动臂信号减压阀(10)设有动臂信号减压阀第一油口(1001)、动臂信号减压阀第二油口(1002)、动臂信号减压阀第一压力作用面(1003)、动臂信号减压阀第二压力作用面(1004)和动臂信号减压阀弹簧(1005)；油口P经动臂节流阀第一油口(801)与动臂换向节流阀(8)连接；动臂换向节流阀(8)经过动臂节流阀第二油口(802)、动臂补偿器阀芯第一油口(901)与动臂补偿器阀芯(9)连接；动臂补偿器阀芯第一油口(901)压力经过动臂补偿器阀芯节流孔(905)作用于动臂补偿器阀芯(9)的动臂补偿器阀芯压力作用面(904)，动臂补偿器阀芯(9)经动臂补偿器阀芯第二油口(902)、动臂节流阀第三油口(803)与动臂换向节流阀(8)连接，动臂节流阀第三油口(803)经动臂节流阀第六油口(806)与回油口T连接，动臂节流阀第四油口(804)连接油口Ab，动臂节流阀第五油口(805)连接油口Bb，节流孔第二油口(702)连接动臂信号减压阀第一油口(1001)，动臂信号减压阀第一油口(1001)经过动臂信号减压阀(10)连接至动臂信号减压阀第二油口(1002)，动臂信号减压阀第二油口(1002)压力经油路作用于动臂信号减压阀(10)动臂信号减压阀第二压力作用面(1004)，动臂信号减压阀(10)动臂信号减压阀第一压力作用面(1003)连接动臂补偿器阀芯第二油口(902)，控制压力油口XBb与动臂换向节流阀(8)动臂节流阀第一压力作用容腔(807)连接，控制压力油口XAb与动臂换向节流阀(8)动臂节流阀第二压力作用容腔(809)连接。

8.根据权利要求1所述的一种挖掘机回转工作装置用补偿器，其特征在于：还包括阀体(11)，阀体(11)设有阀体油道(1107)，阀体油道(1107)分别连接补偿器压力容腔(203)与柱塞压力容腔(306)。

9.根据权利要求8所述的一种挖掘机回转工作装置用补偿器，其特征在于：阀体(11)还设有补偿阀阀孔(1108)、单向阀阀孔(1109)、换向节流阀阀孔(1110)、主油口P、工作油口A、工作油口B、回油油口T、阀体第一油道(1103)、阀体第二油道(1104)、阀体第三油道(1105)、阀体第四油道(1106)；主油口P与阀体第二油道(1104)连通，阀体第三油道(1105)与补偿器第一油口(201)连通，阀体第四油道(1106)与补偿器第二油口(202)连通，阀体第一油道(1103)、阀体油道(1107)与补偿器压力容腔(203)连通，阀体第三油道(1105)连通补偿阀阀孔(1108)与换向节流阀阀孔(1110)，阀体油道(1107)连通补偿阀阀孔(1108)、单向阀阀孔(1109)和换向节流阀阀孔(1110)。

10.根据权利要求9所述的一种挖掘机回转工作装置用补偿器，其特征在于：回转补偿器组件(2)和回转补偿器柱塞组件(3)通过阀体堵头(13)安装于补偿阀阀孔(1108)内。

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