一种液压阀及具有该液压阀起重机的制作方法

文档序号:5523883阅读:192来源:国知局
专利名称:一种液压阀及具有该液压阀起重机的制作方法
技术领域
本实用新型涉及工程机械技术领域,具体涉及一种液压阀及具有该液压阀起重机。
背景技术
目前,起重机上车动作系统主要包括卷扬装置系统、回转系统、伸缩系统和变幅系统。其中的卷扬系统即为起升系统,它 的主要功能是实现重物的起升,显然,卷扬系统的动作性能直接影响整车作业的安全稳定性,具备良好动作性能的卷扬系统在整车设计中具有举足轻重的作用。传统的起重机卷扬系统大多采用开式回路液压控制系统,主要由比例阀、平衡阀、液压马达、制动器和液压泵组成。工作过程中,在系统工作压力及供油量一定时,通过节流阀10调整比例阀的阀口开度来调节供给液压马达的流量,从而控制液压马达的转速,实现重物起升、下降作业。具体而言,当比例阀处于中位时,制动油缸活塞在复位弹簧的作用下使制动器完成制动,这样,即使液压马达存在内泄漏也能够保证重物被迅速制动住,实现重物空中可靠悬停或就位;当换向阀处于左位时,压力油液压缩液压缸弹簧使制动器脱开,同时向马达供油实现重物提升作业;同理,当换向阀处于右位时,实现重物下降作业。为了防止重物超速下降导致事故,在重物下降的回油路放置了起限速作用的平衡阀,平衡阀还同时起到液压锁的作用防止重物突然下降。另外,为避免流量在起升作业时的通流量受负载影响,有效避免起升过程中出现下滑现象,现有技术通过分流阀实现压力控制,以保证比例阀前后压差ΛΡ不变,这样流量仅与通流面积有关。请参见图1,该图示出了该卷扬系统的液压原理示意图。如图所示,该系统分流阀20的设置有效克服了卷扬起升偏软的现象。然而,由于分流阀的设置增加了整个液控系统的反馈环节,在系统惯性的基础上极易产生的压力冲击;同时,比例阀前后压差△ P受负载变化的影响存在波动,而负载流量又受ΛΡ的影响,因此,易出现自激振荡现象,进一步带来了卷扬系统下落冲击和下落抖动的问题。有鉴于此,亟待针对现有起重机卷扬系统中的比例主阀进行优化设计,以有效克服上述缺陷,提高卷扬系统的工作可靠性以及整机的安全性。

实用新型内容针对上述缺陷,本实用新型解决的技术问题在于,提供一种结构优化的液压阀,在保持比例特性的基础上,该液压阀可有效规避分流阀的设置而出现自激振荡现象的问题,进而使得应用该液压阀的卷扬系统具有较好的安全稳定性。在此基础上,本实用新型还提供一种应用该液压阀的起重机。本实用新型提供的一种液压阀,包括开有第一工作油口、第二工作油口、压力油口和回油油口的阀体,所述阀体的内腔设置有可相对所述阀体滑动的阀芯,以建立所述压力油口和回油油口分别与所述第一工作油口或第二工作油口导通;所述压力油口与第一工作油口之间的所述阀芯与阀体具有第一节流阀,所述第一工作油口与所述回油油口之间的所述阀芯与阀体具有第一分流阀;在所述压力油口通过所述第一节流阀与第一工作油口导通的初始段,所述第一工作油口通过所述第一分流阀与回油油口导通,且,初始段的第一节流阀的通流面积大于所述第一分流阀的通流面积;在所述压力油口通过所述第一节流阀与第一工作油口导通的后续段,所述第一工作油口与回油油口非导通。优选地,所述第一节流阀和第一分流阀均形成于所述阀腔的圆柱形内壁与所述阀芯的外周沟槽之间。优选地,形成所述第一节流阀的所述外周沟槽配置成初始段的环状沟槽及与所述环状沟槽导通的第一轴向沟槽,形成所述第一分流阀的所述外周沟槽配置成第二轴向沟槽;沿导通所述压力油口与第一工作油口的阀芯位移方向,所述第一轴向沟槽的通流面积呈递增的趋势变化,所述第二轴向沟槽的通流面积呈递减的趋势变化。优选地,所述第一轴向沟槽和第二轴向沟槽均设置为沿所述阀芯周向设置的多个。优选地,所述第一节流阀和第一分流阀均形成于所述阀腔的内壁沟槽与所述阀芯的圆柱形外周表面之间。优选地,所述压力油口与第二工作油口之间的所述阀芯与阀体具有第二节流阀,所述第二工作油口与所述回油油口之间的所述阀芯与阀体具有第二分流阀,所述第二节流阀与第二分流阀非导通。优选地,所述第二节流阀和第二分流阀均形成于所述阀腔的圆柱形内壁与所述阀芯的外周沟槽之间。优选地,形成所述第二节流阀的所述外周沟槽配置成第三轴向沟槽,形成所述第二分流阀的所述外周沟槽配置成第四轴向沟槽;沿导通所述压力油口与第二工作油口的阀芯位移方向,所述第三轴向沟槽的通流面积呈递增的趋势变化,所述第四轴向沟槽的通流面积呈递减的趋势变化。优选地,所述第三轴向沟槽和第四轴向沟槽均设置为沿所述阀芯周向设置的多个。本实用新型提供的起重机,包括卷扬装置及卷扬液控系统,所述卷扬液控系统包括卷扬马达和如前所述的液压阀;所述液压阀的第一油口和第二油口分别与所述卷扬马达的落口和起口导通,用于控制系统压力油路和回油油路分别与所述卷扬马达的起口或落口导通。基于现有可实现比例控制的液压阀,本实用新型针对导通在该阀第一工作油口与压力油口之间的节流阀及第一工作油口与回油油口之间的分流阀进行了结构优化。其中,在压力油口通过第一节流阀与第一工作油口导通的初始段,第一工作油口通过第一分流阀与回油油口导通,此状态下,通过第一分流阀旁通回油节流控制自第一工作油口进入相应系统的流量,因此压力冲击很小;同时,由于初始段的第一节流阀的通流面积大于第一分流阀的通流面积,因而使得分流阀不会引起反馈抖动。其中,在压力油口通过第一节流阀与第一工作油口导通的后续段,第一工作油口与回油油口非导通,此状态下,第一分流阀处于截止状态,进而仅通过第一节流阀进行比例控制自第一工作油口进入相应系统的流量,保持系统的比例特性。[0019]与现有技术相比,本实用新型应用于起重机液控制系统在其切换至控制卷扬下落的初始阶段,能够通过旁路回油有效消减压力冲击,并可消除分流阀引起的反馈抖动,确保下落柔和启动。也就是说,在下落小开口(初始段),通过旁通回油进行回油调速,在下落大开口(后续段),通过节流阀进行进油比例调速。在本实用新型的优选方案中,第一节流阀和第一分流阀均形成于阀腔的圆柱形内壁与阀芯的外周沟槽之间,相比于现有技术,仅通过阀杆的结构调整,即可有效消减压力冲击并消除分流阀引起的反馈抖动。因此,在不增加制造成本的情况下,具有结构设计合理、可靠的特点。在本实用新型的另一优选方案中,在压力油口与第二工作油口之间的阀芯与阀体具有第二节流阀,第二工作油口与回油油口之间的阀芯与阀体具有第二分流阀,第二节流
阀与第二分流阀非导通。如此设置,经该阀第二工作油口进入相应系统的流量保持比例特性,进而本方案在另一工况下具有良好的比例特性。本实用新型提供的液压阀适用于任何带载操作的工程机械,特别适用于起重机的卷扬液控系统。

图I是现有一种典型的起重机卷扬系统的液压原理示意图;图2为具体实施方式
中所述液控阀的整体结构剖视图;图3为图2的I部放大图;图4和图5分别不出了卷扬起升工况的阀芯工作位置;图6和图7分别示出了卷扬下落工况的阀芯工作位置;图8示出了本实施方式所述阀芯的整体结构示意图。图2-图 8 中阀体I、第一工作油口 A、第二工作油口 B、压力油口 P、回油油口 T、阀芯2、环状沟槽211、第一轴向沟槽212、第二轴向沟槽22、第三轴向沟槽231、环状沟槽232、第四轴向沟槽24。
具体实施方式
本实用新型的核心在于提供一种结构优化的液压阀,在保持比例特性的基础上,该液压阀可有效规避分流阀的设置而出现自激振荡现象的问题,进而使得应用该液压阀的卷扬系统具有较好的安全稳定性。下面结合说明书附图具体说明本实施方式。不失一般性,本实施方式以汽车起重机作为主体详细说明。与现有技术相同,该汽车起重机具有轮式底盘、可相对于底盘回转运动的转台和铰接于转台前部的伸缩吊臂,及设置在转台上的上车执行机构等功能部件,例如,用于控制吊钩上、下位移的卷扬装置,用于调整吊臂姿态的变幅机构,用于平衡整机工作稳定性的配重装置,用于提供工作动力的发动机系统等。需要说明的是,由于上述功能部件可以采用现有技术实现,故本文不再赘述。该卷扬装置通过卷扬液控系统控制其放绳或者收绳。具体地,卷扬液控系统包括卷扬马达,及用于控制系统压力油路和回油油路分别与该卷扬马达的起口或落口导通的液压阀,其中,卷扬马达可以采用现有技术实现,同样不再赘述。为详见说明卷扬液控系统中液压阀的具体结构,请参见图2,该图是本实施方式所述液压阀的整体结构剖视图。该液压阀包括开有第一工作油口 A、第二工作油口 B、压力油口 P和回油油口 T的阀体1,与现有技术相同,阀体I的内腔设置有可相对阀体I滑动的阀芯2,通过控制阀芯2工作位置的滑动切换,以建立其压力油口 P和回油油口 T分别与第一工作油口 A或第二工作油口 B导通,请一并参见图3,该图为图2的I部放大图。应用该液压阀的卷扬液控系统,其卷扬马达的落口与液压阀的第一工作油口 A连通,卷扬马达的起口与液压阀的第二工作油口B连通,同时,该液压阀的压力油口P和回油油口T分别与系统压力油路和回油油路连通。在卷扬起升工况,阀芯2左移,压力油口 P与第二工作油口 B导通,第一工作油口 A与回油油口 T导通,此状态下,压力油液经由第二工作油口 B进入卷扬马达的起口,回油经由卷扬马达的落口进入第一工作油口 A,实现卷扬马达带动负载起升。具体请一并参见图4
和图5,图4和图5分别示出了卷扬起升工况的阀芯工作位置。在卷扬下落工况,阀芯2右移,压力油口 P与第一工作油口 A导通,第二工作油口 B与回油油口 T导通,此状态下,压力油液经由第一工作油口 A进入卷扬马达的落口,回油经由卷扬马达的起口进入第二工作油口 B,实现卷扬马达带动负载下落。具体请一并参见图6和图7,图6和图7分别示出了卷扬下落工况的阀芯工作位置。本方案中,在压力油口 P与第一工作油口 A之间的阀芯2与阀体I上设置有第一节流阀,在第一工作油口 A与回油油口 T之间的阀芯2与阀体I具有第一分流阀。如图6所示,在压力油口 P通过第一节流阀与第一工作油口 A导通的初始段,第一工作油口 A通过第一分流阀与回油油口 T导通,也就是说,小开口时通过第一分流阀的旁通回油节流控制自第一工作油口 A进入卷扬马达的流量,压力冲击很小;且,初始段的第一节流阀的通流面积大于第一分流阀的通流面积,使得分流阀不会引起反馈抖动。如图7所示,在压力油口 P通过第一节流阀与第一工作油口 A导通的后续段,第一工作油口 A与回油油口 T非导通,也就是说,第一分流阀处于截止状态,进而使得大开口阶段通过第一节流阀进行比例控制自第一工作油口 A进入卷扬马达的流量,保持系统的比例特性。本方案中,第一节流阀和第一分流阀均形成于阀腔的圆柱形内壁与阀芯2的外周沟槽之间。请一并参见图8,该图示出了本实施方式所述阀芯的整体结构示意图。结合图3、图6、图7和图8所示,形成该第一节流阀的外周沟槽配置成初始段的环状沟槽211及与环状沟槽211导通的第一轴向沟槽212,形成所述第一分流阀的所述外周沟槽配置成第二轴向沟槽22 ;沿导通压力油口 P与第一工作油口 A的阀芯位移方向,第一轴向沟槽212的通流面积呈递增的趋势变化,第二轴向沟槽22的通流面积呈递减的趋势变化。进一步地,第一轴向沟槽212和第二轴向沟槽22均设置为沿阀芯周向设置的多个,可有效均布载荷,提高阀芯动作的工作稳定性。本方案中,第一节流阀和第一分流阀均形成于阀腔的圆柱形内壁与阀芯2的外周沟槽之间,仅通过阀杆的结构调整,即可有效消减压力冲击并消除分流阀引起的反馈抖动,因此可有效控制制造成本。应当理解的是,前述第一节流阀和第一分流阀也可形成于阀腔的内壁沟槽与阀芯的圆柱形外周表面之间,只要能够满足使用需要均可。[0043]为进一步提高换向动作的特性,本方案的压力油口 P与第二工作油口 B之间的阀芯2与阀体I具有第二节流阀,第二工作油口 B与回油油口 T之间的阀芯2与阀体I具有第二分流阀,第二节流阀与第二分流阀非导通,也就是说,第二节流阀与第二分流阀不同时工作。同样,第二节流阀和第二分流阀均可形成于阀腔的内壁沟槽与阀芯的圆柱形外周表面之间;当然,也可以如图所示形成于阀腔的圆柱形内壁与阀芯的外周沟槽之间。结合图3、图4、图5和图8所示,形成第二节流阀的外周沟槽配置成第三轴向沟槽231,形成第二分流阀的外周沟槽配置成第四轴向沟槽24 ;沿导通压力油口 P与第二工作油口 B的阀芯位移方向,该第三轴向沟槽231的通 流面积呈递增的趋势变化,该第四轴向沟槽24的通流面积呈递减的趋势变化。优选地,第三轴向沟槽231和第四轴向沟槽24均设置为沿阀芯周向设置的多个,以有效均布载荷。另外,为避免阀芯切换至压力油口 P与第一工作油口 A时存在第二分流阀引起的反馈抖动,在压力油口 P通过第二节流阀与第二工作油口 B导通的初始段,第二节流阀的通流面积大于后续段的通流面积。优选地,形成该第一节流阀的外周沟槽配置成初始段的环状沟槽232及与环状沟槽232导通的第三轴向沟槽231。除起重机卷扬液控系统外,本实施方式所述液压阀可任何带载操作的工程机械的液控系统,只要满足在带载小开口(初始段)通过旁通回油进行回油调速,在带载大开口(后续段)通过节流阀进行进油比例调速的使用需要,均在本申请请求保护的范围内。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种液压阀,包括开有第一工作油口、第二工作油口、压力油口和回油油口的阀体,所述阀体的内腔设置有可相对所述阀体滑动的阀芯,以建立所述压力油口和回油油口分别与所述第一工作油口或第二工作油口导通;所述压力油口与第一工作油口之间的所述阀芯与阀体具有第一节流阀,所述第一工作油口与所述回油油口之间的所述阀芯与阀体具有第一分流阀;其特征在于,在所述压力油口通过所述第一节流阀与第一工作油口导通的初始段,所述第一工作油口通过所述第一分流阀与回油油口导通,且,初始段的第一节流阀的通流面积大于所述第一分流阀的通流面积;在所述压力油口通过所述第一节流阀与第一工作油口导通的后续段,所述第一工作油口与回油油口非导通。
2.根据权利要求I所述的液压阀,其特征在于,所述第一节流阀和第一分流阀均形成于所述阀腔的圆柱形内壁与所述阀芯的外周沟槽之间。
3.根据权利要求2所述的液压阀,其特征在于,形成所述第一节流阀的所述外周沟槽配置成初始段的环状沟槽及与所述环状沟槽导通的第一轴向沟槽,形成所述第一分流阀的所述外周沟槽配置成第二轴向沟槽;沿导通所述压力油口与第一工作油口的阀芯位移方向,所述第一轴向沟槽的通流面积呈递增的趋势变化,所述第二轴向沟槽的通流面积呈递减的趋势变化。
4.根据权利要求3所述的液压阀,其特征在于,所述第一轴向沟槽和第二轴向沟槽均设置为沿所述阀芯周向设置的多个。
5.根据权利要求I所述的液压阀,其特征在于,所述第一节流阀和第一分流阀均形成于所述阀腔的内壁沟槽与所述阀芯的圆柱形外周表面之间。
6.根据权利要求I至5中任一项所述的液压阀,其特征在于,所述压力油口与第二工作油口之间的所述阀芯与阀体具有第二节流阀,所述第二工作油口与所述回油油口之间的所述阀芯与阀体具有第二分流阀,所述第二节流阀与第二分流阀非导通。
7.根据权利要求6所述的液压阀,其特征在于,所述第二节流阀和第二分流阀均形成于所述阀腔的圆柱形内壁与所述阀芯的外周沟槽之间。
8.根据权利要求7所述的液压阀,其特征在于,形成所述第二节流阀的所述外周沟槽配置成第三轴向沟槽,形成所述第二分流阀的所述外周沟槽配置成第四轴向沟槽;沿导通所述压力油口与第二工作油口的阀芯位移方向,所述第三轴向沟槽的通流面积呈递增的趋势变化,所述第四轴向沟槽的通流面积呈递减的趋势变化。
9.根据权利要求8所述的液压阀,其特征在于,所述第三轴向沟槽和第四轴向沟槽均设置为沿所述阀芯周向设置的多个。
10.起重机,包括卷扬装置及卷扬液控系统;所述卷扬液控系统包括卷扬马达,及用于控制系统压力油路和回油油路分别与所述卷扬马达的起口或落口导通的液压阀;其特征在于,所述液压阀具体为权利要求I至9中任一项所述的液压阀,所述液压阀的第一油口和第二油口分别与所述卷扬马达的落口和起口导通。
专利摘要本实用新型公开一种液压阀,其阀体的内腔设置有可相对阀体滑动的阀芯,以建立压力油口和回油油口分别与第一工作油口或第二工作油口导通;压力油口与第一工作油口之间的阀芯与阀体具有第一节流阀,第一工作油口与回油油口之间的阀芯与阀体具有第一分流阀;在压力油口通过第一节流阀与第一工作油口导通的初始段,第一工作油口通过第一分流阀与回油油口导通,且,初始段的第一节流阀的通流面积大于第一分流阀的通流面积;在压力油口通过第一节流阀与第一工作油口导通的后续段,第一工作油口与回油油口非导通,该液压阀可有效规避分流阀的设置而出现自激振荡现象的问题,具有较好的安全稳定性。在此基础上,本实用新型还提供一种应用该液压阀的起重机。
文档编号F15B13/02GK202579397SQ201220199569
公开日2012年12月5日 申请日期2012年5月4日 优先权日2012年5月4日
发明者东权, 胡金萍, 刘东宏 申请人:徐州重型机械有限公司
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