起重机回转系统控制阀.pdf

本发明公开了一种起重机回转系统控制阀。包括回转换向阀、缓冲换向阀、安全阀、两个两位两通液控换向阀、补偿控制阻尼、压力补偿阀、两个补油单向阀、两个缓冲阀先导阻尼、先导溢流阀、两个整流单向阀、自由滑转阀和回转液压马达。本发明应用旁路压力补偿调速，使回转系统的流量控制与负载压力不相关，压力补偿阀弹簧腔的控制压力来自马达进油口，通过两位两通液控换向阀获得，使得补偿阀在负负载工况下能正常工作；应用溢流阀感知负载压力信号，用缓冲换向阀控制缓冲流量，缓冲阀口的通流面积随着阀芯的位移逐渐增大后再变小，最后为零，形成据负载压力的渐变节流回路，使系统带载运转时能平稳启停。

权利要求书
1.  一种起重机回转系统控制阀，其特征在于：包括回转换向阀（2）、缓冲换向阀（7）、安全阀（1）、第一两位两通液控换向阀（3a）、第二两位两通液控换向阀（3b）、补偿控制阻尼（4）、压力补偿阀（5）、第一补油单向阀（6a）、第二补油单向阀（6b）、第一缓冲阀先导腔过滤网（8a）、第二缓冲阀先导腔过滤网（8b）、第一缓冲阀先导阻尼（9a）、第二缓冲阀先导阻尼（9b）、先导溢流阀（10）、第一整流单向阀（11a）、第二整流单向阀（11b）、自由滑转阀（12）和回转液压马达（13）；
回转换向阀（2）的两个工作油口A1、B1与回转液压马达（13）的进出油口A、B口相接，回转换向阀（2）的旁路油口C与压力补偿阀（5）的进油口n1相通，压力补偿阀（5）的回油口n2与主油路回油口T相通，压力补偿阀（5）的弹簧控制腔n3经补偿控制阻尼（4）与第一两位两通液控换向阀（3a）和第二两位两通液控换向阀（3b）的出油口m3、m4相通，第一两位两通液控换向阀（3a）和第二两位两通液控换向阀（3b）的进油口m1、m2分别与回转液压马达（13）的进出油口A、B相通，第一两位两通液控换向阀（3a）和第二两位两通液控换向阀（3b）的先导控制油液来自回转换向阀（2）的先导腔油液a、b，第一补油单向阀（6a）和第二补油单向阀（6b）的进油口p3均与主油路回油口T相通，第一补油单向阀（6a）和第二补油单向阀（6b）的出油口p1、p2分别与回转液压马达（13）的进出油口A、B相通，缓冲换向阀7的进油口q3与先导溢流阀（10）的回油口y2相接，先导溢流阀（10）的进油口y1与第一整流单向阀（11a）和第二整流单向阀（11b）的出油口k3相接，第一整流单向阀（11a）和第二整流单向阀（11b）的进油口k1、k2分别与回转液压马达（13）的A、B口相接，自由滑转阀（12）的进出油口z1、z2分别与回转液压马达（13）的A、B口相接，第一缓冲阀先导阻尼（9a）、第二缓冲阀先导阻尼（9b）分别与回转液压马达（13）的A、B口相通，安全阀（1）的进油口e1与主油路高压油口P相通，安全阀（1）的出油口e2与主油路回油口T相通。

2.  根据权利要求1所述的一种起重机回转系统控制阀，其特征在于：所述回转换向阀（2）采用阀套结构，阀杆（16）安装在阀套（17）的内孔中形成滑动配合，阀套（17）安装在阀体（18）的内孔中，且阀套（17）上安装8组采用O型密封圈（19）密封油口，阀套（17）的右端紧靠在阀体（18）内端面上，阀套（17）的左端用短端盖（14）定位，外弹簧（21）和内弹簧（22）的旋向相反，弹簧两侧装有第一弹簧座（20a）和第二弹簧座（20b），第一弹簧座（20a）的右端用阀杆（16）凸肩定位，第一弹簧座（20a）的左端紧靠在阀体（18）上，第二弹簧座（20b）的左端用钢丝挡圈（23）固定在阀杆（15）上，第二弹簧座（20b）的右端紧靠在长端盖（24）上，短端盖（14）和长端盖（24）用螺栓固定在阀体上，且内部分别安装第一O型密封圈（15a）、第二O型密封圈（15b），回转换向阀（2）的先导控制油液从短端盖（14）和长端盖（24）的端面内进入阀杆（16）先导控制腔。

3.  根据权利要求1所述的一种起重机回转系统控制阀，其特征在于：所述第一缓冲阀先导阻尼（9a）、第二缓冲阀先导阻尼（9b）为螺纹阻尼或环形阻尼，第一缓冲阀先导阻尼（9a）阻尼前安装第一过滤网（8a），第二缓冲阀先导阻尼（9b）阻尼前安装第二过滤网（8b）。

4.  根据权利要求1所述的一种汽车起重机回转系统控制阀，其特征在于：所述回转换向阀（2）在中位时负载的两个工作油口A1、B1与主油路高压油口P和主油路回油口T均不相通。

说明书起重机回转系统控制阀
技术领域
本发明涉及控制阀，尤其是涉及一种起重机回转系统控制阀。
背景技术
回转系统控制阀是起重机械中应用很广泛的液压元件，用来控制起重机上车部分相对下车的旋转运动，配合起升变幅等动作，将重物从回转半径内的一处送达指定的另一处。回转系统均设立换向阀，使得回转能够顺逆动作，保证作业范围广，工作灵活。因带载回转时回转惯量大，故需设置回转缓冲阀，使得起制动或突然加减速时负载压力冲击小，工作平稳，延长回转液压马达、回转支撑等零部件的工作寿命。
现有回转系统控制阀可分为两类，一类是集成在多路阀中，并且在回转液压马达工作口增设缓冲阀、补油阀来控制回转动作，但因不是专门用于回转动作，选型配合较困难，配置的缓冲阀、补油阀以及自由滑转阀等使得结构复杂，占用空间大。另一类回转控制阀的主换向阀为三位六通节流调速，中位时经旁路口泄压，随着换向阀杆的移动，进回油口分别打开，此时进油口与旁路口并联流动，流量分配与两个阀口的压差相关。阀口开度一定，负载变化时，进油口压差也会相应变化，导致进入回转液压马达的流量随负载压力变化，起重机上车部分的回转速度不稳定，使得操作困难，且重载时调速特性曲线变陡，阀杆行程稍有变化，流量将会大范围变化。三位六通旁路补偿调速类的回转系统控制阀可保证流量与负载压力不相关，但因缓冲部分采用溢流阀使缓冲时流量损失严重和中位时回油口是正开口使制动时流量出现回升等多方面问题，没有得到广泛应用。
发明内容
为了克服三位六通节流调速回路流量与负载压力相关和三位六通旁路补偿调速回路缓冲时流量损失严重的缺点，本发明的目的在于提供一种起重机回转系统控制阀，使得流量控制与负载压力不相关，同时过载时缓冲流量损失较少。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明包括回转换向阀、缓冲换向阀、安全阀、第一两位两通液控换向阀、第二两位两通液控换向阀、补偿控制阻尼、压力补偿阀、第一补油单向阀、第二补油单向阀、第一缓冲阀先导腔过滤网、第二缓冲阀先导腔过滤网、第一缓冲阀先导阻尼、第二缓冲阀先导阻尼、先导溢流阀、第一整流单向阀、第二整流单向阀、自由滑转阀和回转液压马达；
回转换向阀的两个工作油口A1、B1与回转液压马达的进出油口A、B口相接，回转换向阀的旁路油口C与压力补偿阀的进油口n1相通，压力补偿阀的回油口n2与主油路回油口T相通，压力补偿阀的弹簧控制腔n3经补偿控制阻尼与第一两位两通液控换向阀和第二两位两通液控换向阀的出油口m3、m4相通，第一两位两通液控换向阀和第二两位两通液控换向阀的进油口m1、m2分别与回转液压马达的进出油口A、B相通，第一两位两通液控换向阀和第二两位两通液控换向阀的先导控制油液来自回转换向阀的先导腔油液a、b，第一补油单向阀和第二补油单向阀的进油口p3均与主油路回油口T相通，第一补油单向阀和第二补油单向阀的出油口p1、p2分别与回转液压马达的进出油口A、B相通，缓冲换向阀的进油口q3与先导溢流阀的回油口y2相接，先导溢流阀的进油口y1与第一整流单向阀和第二整流单向阀的出油口k3相接，第一整流单向阀和第二整流单向阀的进油口k1、k2分别与回转液压马达的A、B口相接，自由滑转阀的进出油口z1、z2分别与回转液压马达的A、B口相接，第一缓冲阀先导阻尼、第二缓冲阀先导阻尼分别与回转液压马达的A、B口相通，安全阀的进油口e1与主油路高压油口P相通，安全的出油口e2与主油路回油口T相通。
所述回转换向阀采用阀套结构，阀杆安装在阀套的内孔中形成滑动配合，阀套安装在阀体的内孔中，且阀套上安装8组采用O型密封圈密封油口，阀套的右端紧靠在阀体内端面上，阀套的左端用短端盖定位，外弹簧和内弹簧的旋向相反，弹簧两侧装有第一弹簧座和第二弹簧座，第一弹簧座的右端用阀杆凸肩定位，第一弹簧座的左端紧靠在阀体上，第二弹簧座的左端用钢丝挡圈固定在阀杆上，第二弹簧座的右端紧靠在长端盖上，短端盖和长端盖用螺栓固定在阀体上，且内部分别安装第一O型密封圈、第二O型密封圈，回转换向阀的先导控制油液从短端盖和长端盖的端面内进入阀杆先导控制腔。
所述第一缓冲阀先导阻尼、第二缓冲阀先导阻尼为螺纹阻尼或环形阻尼，第一缓冲阀先导阻尼阻尼前安装第一过滤网，第二缓冲阀先导阻尼阻尼前安装第二过滤网。
所述回转换向阀在中位时负载的两个工作油口A1、B1与主油路高压油口P和主油路回油口T均不相通。
本发明具有的有益效果是：
本发明回转换向部分中位时进油口与回油为负开口，在回转制动阀杆返回中位不会因这两个阀口影响马达的正常停止；采用旁路压力补偿，在进油口与旁路口并联流动时，使得这两个阀口的压差近似相等，负载流量仅与阀杆行程相关，马达两个工作油口的高压通过两个液控换向阀获得，液控换向阀的先导控制油液来自回转换向阀的先导腔油液，使得补偿阀弹簧腔油液总是来自马达的进油口，克服了在负负载工况下使用梭阀导致补偿阀误动作的缺点。回转缓冲部分采用溢流阀和缓冲换向阀的组合，溢流阀感知负载压力信号决定缓冲回路的启闭，缓冲换向阀控制溢流量，使得系统超压时能够减缓冲击，而负载流量又不会损失严重。
附图说明
图1是本发明起重机回转系统控制阀的液压原理图。
图2是本发明起重机回转系统控制阀的回转换向阀部分的装配图。
图中：1、安全阀，2、回转换向阀，3a、第一两位两通液控换向阀，3b、第二两位两通液控换向阀，4、补偿控制阻尼，5、压力补偿阀，6a、第一补油单向阀，6b、第二补油单向阀，7、缓冲换向阀，8a、第一缓冲阀先导腔过滤网，8b、第二缓冲阀先导腔过滤网，9a、第一缓冲阀先导阻尼，9b、第二缓冲阀先导阻尼，10、先导溢流阀，11a、第一整流单向阀，11b、第二整流单向阀，12、自由滑转阀，13、回转液压马达，14、短端盖，15a、第一O型密封圈，15b、第二O型密封圈，16、阀杆，17、阀套，18、阀体，19、O型密封圈，20a、第一弹簧座，20b、第二弹簧座，21、外弹簧，22、内弹簧，23、钢丝挡圈，24、长端盖。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明包括回转换向阀2、缓冲换向阀7、安全阀1、第一两位两通液控换向阀3a、第二两位两通液控换向阀3b、补偿控制阻尼4、压力补偿阀5、第一补油单向阀6a、第二补油单向阀6b、第一缓冲阀先导腔过滤网8a、第二缓冲阀先导腔过滤网8b、第一缓冲阀先导阻尼9a、第二缓冲阀先导阻尼9b、先导溢流阀10、第一整流单向阀11a、第二整流单向阀11b、自由滑转阀12和回转液压马达13。
回转换向阀2的两个工作油口A1、B1与回转液压马达13的进出油口A、B口相接，回转换向阀2的旁路油口C与压力补偿阀5的进油口n1相通，压力补偿阀5的回油口n2与主油路回油口T相通，压力补偿阀5的弹簧控制腔n3经补偿控制阻尼4与第一两位两通液控换向阀3a和第二两位两通液控换向阀3b的出油口m3、m4相通，第一两位两通液控换向阀3a和第二两位两通液控换向阀3b的进油口m1、m2分别与回转液压马达13的进出油口A、B相通，第一两位两通液控换向阀3a和第二两位两通液控换向阀3b的先导控制油液来自回转换向阀2的先导腔油液a、b，第一补油单向阀6a和第二补油单向阀6b的进油口p3均与主油路回油口T相通，第一补油单向阀6a和第二补油单向阀6b的出油口p1、p2分别与回转液压马达13的进出油口A、B相通，缓冲换向阀7的进油口q3与先导溢流阀10的回油口y2相接，先导溢流阀（10）的进油口y1与第一整流单向阀11a和第二整流单向阀11b的出油口k3相接，第一整流单向阀11a和第二整流单向阀11b的进油口k1、k2分别与回转液压马达13的A、B口相接，自由滑转阀12的进出油口z1、z2分别与回转液压马达13的A、B口相接，第一缓冲阀先导阻尼9a、第二缓冲阀先导阻尼9b分别与回转液压马达13的A、B口相通，安全阀1的进油口e1与主油路高压油口P相通、安全阀1的出油口e2与主油路回油口T相通。
所述回转换向阀2采用阀套结构，阀杆16安装在阀套17的内孔中形成滑动配合，阀套17安装在阀体18的内孔中，且阀套17上安装8组采用O型密封圈19密封油口，阀套17的右端紧靠在阀体18内端面上，阀套17的左端用短端盖14定位，外弹簧21和内弹簧22的旋向相反，外弹簧21为右旋，内弹簧22为左旋（或者外弹簧21为左旋，内弹簧22为右旋），内弹簧22的弹簧刚度大于外弹簧21的弹簧刚度，且初始时外弹簧21处于压缩状态，内弹簧22处于自然状态且与弹簧座间有一定间隙，弹簧两侧装有第一弹簧座20a和第二弹簧座20b，第一弹簧座20a的右端用阀杆16凸肩定位，第一弹簧座20a的左端紧靠在阀体18上，第二弹簧座20b的左端用钢丝挡圈23固定在阀杆15上，第二弹簧座20b的右端紧靠在长端盖24上，短端盖14和长端盖24用螺栓固定在阀体上，且内部分别安装第一O型密封圈15a、第二O型密封圈15b，回转换向阀2的先导控制油液从短端盖14和长端盖24的端面内进入阀杆16先导控制腔。
所述回转换向阀2是六边滑阀，节流口均是非全周开口，阀杆16上有四个凸肩。
所述第一缓冲阀先导阻尼9a、第二缓冲阀先导阻尼9b为螺纹阻尼或环形阻尼，第一缓冲阀先导阻尼9a阻尼前安装第一过滤网8a，第二缓冲阀先导阻尼9b阻尼前安装第二过滤网8b。
所述回转换向阀2在中位时负载的两个工作油口A1、B1与主油路高压油口P和主油路回油口T均不相通。
如图1、图2所示，本发明回转系统控制阀的各种运行状态下的控制过程如下：
带载快速启动：回转换向阀2先导腔a通入油液快速升至最大控制压力，则阀杆16迅速从中位移动至上位，因起重机上车部分带载时转动惯量较大，快速启动时回转液压马达13进口压力峰值超过先导溢流阀10的设定值，先导溢流阀10开启，缓冲换向阀7的先导腔上有第一缓冲先导阻尼9a和第二缓冲先导阻尼9b，阻尼的削峰和延迟作用使得缓冲换向阀7在回转液压马达13启动瞬间保持在中位和上位间的某一过渡位，则超压油液经第二整流单向阀11b、先导溢流阀10、缓冲换向阀7流至主油路回油口T，回转液压马达13的压力和流量峰值减弱，起重机上车部分能平稳启动。带载不同或先导油液上升的速度不同，回转液压马达13进油口的压力峰值也不同，缓冲阀口的通流面积随着阀芯的位移逐渐增大后再变小，最后为零，使回转缓冲分为普通负载缓冲和重载缓冲，普通负载时，负载压力峰值越高缓冲能力越强；重载时，为使回转液压马达13流量因缓冲损失少，故缓冲阀口通流面积较小，使缓冲作用稍弱。回转换向阀2先导腔b通入油液快速升至最大控制压力时工作原理相同。
带载中小开口平稳运行：回转换向阀2的先导腔a通油使阀杆16处于中位和最大位移处之间，两位两通液控换向阀3b换向至上位，设定第一两位两通换向阀3a、第二两位两通换向阀3b的开启压力大于回转换向阀2的开启压力，回转液压马达13的A口油液经补偿控制阻尼4进入压力补偿阀5的弹簧控制腔，补偿控制阻尼4的作用是减少进入补偿阀弹簧腔油液的压力冲击和脉动。此时，回转换向阀2内的油液流动分两路，一路为高压油口P经旁路口C和压力补偿阀5后流入主油路回油口T，另一路为高压油口P经进油口A1流入回转液压马达13后经回转换向阀2的回油口B1流至主油路回油口T。由旁路口、进油口和压力补偿阀5的压力平衡得在补偿阀弹簧力较小时，进油口压差和旁路口压差近似相等，流入两个阀口的流量仅与阀杆所处位置相关而与负载压力无关，使得回转控制系统的带载能力强，调速特性好，操纵方便。重载平稳运行且负载压力超过先导溢流阀10的设定压力时，缓冲换向阀7换向至上位，缓冲阀口进出口不通，流量全部流至回转液压马达13。回转换向阀2的先导腔b通油时工作原理相同。
带载快速制动：回转换向阀2先导腔a的油液压力快速下降至零，则阀杆16迅速从上位移动至中位。阀杆16回到中位，因起重机上车部分的转动惯量较大，由于惯性作用起重机上车部分会继续运动，此时回转液压马达13的A口会出现负压，经第二补油单向阀6b补油，回转液压马达13的B口会出现高压，超过先导溢流阀10的调定压力时，溢流阀开启，油液经先导溢流阀10、缓冲换向阀7流至主油路回油口T。回转换向阀2的先导腔b的油液压力快速下降至零时工作原理相同。
自由滑转：自由滑转阀12的电磁铁通电，换向阀换向至右位回转液压马达13的A、B口通压，回转液压马达13处于浮动状态，使吊臂的钢丝绳端能自动摆向重物的重心上方，避免起吊时重物偏斜对吊臂产生附加力。