密封圈、多通道中央回转接头及步履式挖掘机的制作方法

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种密封圈、多通道中央回转接头及步履式挖掘机。

背景技术

步履式挖掘机是一种在高原地区和平原地区都通用的全地形、多用途步行式挖掘机。它采用轮式行驶与步行运动复合型的全轮驱动/步行底盘，能去其它机械装备不能去之处，实施挖掘、起重、破碎、钻孔、植桩等多种工程作业，作业过程中要求其上车与下车能做360°的相对回转，为实现回转，中央回转接头是连接上车与下车的重要部件。

步履式挖掘机底盘上一般设置有多个液压油缸，底盘需要的控制液压油路多达几十路，且为连续工作制，但由于整机安装空间尺寸的限制，中央回转接头的尺寸不宜过大，因此目前市场上普通挖掘机的回转接头设置油道较少，难以实现步履式挖掘机复杂的动作控制要求；步履式挖掘机的中央回转接头油道的通油压力低压3.5mpa，高压达到40mpa，因此要求其内部的密封必须可靠，防止内部窜油发生，目前现有技术中对于中央回转接头中油道的密封通常采用传统的密封圈，但普通的密封圈在油液压力较大时有可能出现偶发性密封失效的情况，密封圈无法贴紧转子，液压油会沿着转子与密封圈之间的缝隙内泄，因此密封效果并不是很好；另外，转子和定子上分别设有多个油道和凹槽，而这些油道和凹槽的布置不是很合理，因此转子和定子之间的同轴度很难保证。

鉴于此，亟需发明一种新型的多通道中央回转接头，以解决上述问题。

需要说明的是，公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的目的是提出一种密封圈、多通道中央回转接头及步履式挖掘机，以改善现有技术中密封圈的密封效果。

为实现上述目的，本发明提供了一种密封圈，包括密封圈本体，所述密封圈本体上设有导油部，所述导油部用于将油液引导至能够使所述密封圈本体贴紧待密封件的位置。

进一步地，所述导油部包括设置在所述密封圈本体上的第一凹槽。

进一步地，所述第一凹槽设置在所述密封圈本体的两个轴向侧面中的至少一个面上。

进一步地，所述密封圈本体包括弹性部，所述弹性部在所述油液的压力作用下能够发生变形，以迫使所述密封圈本体能够贴紧所述待密封件。

进一步地，所述密封圈本体包括硬质密封圈和弹性密封圈，所述硬质密封圈的外周设有环形凹槽，所述弹性密封圈嵌在所述环形凹槽内。

进一步地，所述导油部包括设置在所述硬质密封圈的轴向侧面的第一凹槽。

进一步地，所述弹性密封圈为o型圈。

为实现上述目的，本发明还提供了一种多通道中央回转接头，包括上述的密封圈。

为实现上述目的，本发明还提供了另一种多通道中央回转接头，包括定子和转子，所述转子穿设在所述定子的安装孔内，所述定子的内壁面和/或所述转子的外壁面设有用于安装密封圈的第二凹槽，所述第二凹槽的壁面和/或所述密封圈上设有导油部，所述导油部用于将从所述密封圈一侧进入所述第二凹槽的油液引导至能够使所述密封圈的另一侧贴紧所述第二凹槽的壁面并使所述密封圈的内侧面贴紧所述转子的壁面的位置。

进一步地，所述导油部包括设置在所述第二凹槽的壁面和/或所述密封圈的轴向侧面上的第一凹槽。

进一步地，多通道中央回转接头还包括轴承，所述轴承安装在所述转子和所述定子之间，以保证所述转子与所述定子的同轴度。

进一步地，所述转子内设有多条轴向油道，所述定子的内壁上设有与所述轴向油道对应连通的环形油槽，所述定子的外壁上设有与所述环形油槽对应连通的油口，所述第二凹槽设置在任意两个相邻的所述环形油槽之间。

为实现上述目的，本发明还提供了一种步履式挖掘机，包括上车、下车和上述的多通道中央回转接头，所述多通道中央回转接头的定子与所述下车相对固定，所述多通道中央回转接头的转子与所述上车相对固定。

进一步地，所述定子上设有连接板，所述下车上设有回转接头座，所述连接板与所述回转接头座通过螺栓固定连接；和/或，所述转子上设有定位板，所述上车设有两个固定块，所述定位板插设在两个所述固定块形成的凹槽中。

基于上述技术方案，本发明密封圈通过设置导油部，可以将油液引导至能够使密封圈本体贴紧待密封件的位置，即使在油液的压力较大时，由于导油部的作用，也可以避免液压油沿着待密封件与密封圈之间的缝隙内泄，改善密封效果。

本发明多通道中央回转接头通过设置导油部，可以将从密封圈一侧进入第二凹槽的油液引导至能够使密封圈的另一侧贴紧第二凹槽的壁面并使密封圈的内侧面贴紧转子的壁面的位置，即在液压油换向时可以通过导油部迅速建立密封圈与第二凹槽和转子之间的密封带，防止因密封圈无法压紧而造成的窜油问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明步履式挖掘机一个实施例的结构示意图。

图2为本发明步履式挖掘机一个实施例中上车与多通道中央回转接头的连接结构示意图。

图3为本发明步履式挖掘机一个实施例中下车与多通道中央回转接头的连接结构示意图。

图4为本发明多通道中央回转接头一个实施例的结构示意图。

图5为本发明多通道中央回转接头一个实施例中密封圈与转子和定子的配合结构示意图。

图6本发明多通道中央回转接头密封圈一个实施例的结构示意图。

图中：

1、多通道中央回转接头；2、上车；3、下车；4、回转接头座；5、螺栓；6、固定块；7、定位板；8、连接板；9、轴承；

11、转子；12、定子；13、轴向油道；14、环形油槽；15、油口；16、第二凹槽；17、密封圈；171、硬质密封圈；172、弹性密封圈；173、第一凹槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

目前，发明人所面临的步履式挖掘机上设有十二个液压油缸、四个行走马达减速机和绞盘，底盘需要的控制液压油路多达26路，而由于整机安装空间尺寸的限制，中央回转接头的尺寸不宜过大，因此需要对中央回转接头的油路进行合理设计。而且，中央回转接头油道的通油压力最高能达到40mpa，因此要求其内部密封必须可靠，防止内部窜油发生，发明人经过长期研究发现，想要提高密封效果可以从两个方面着手：一是对密封圈本身结构进行改进，或者对参与密封且与密封圈相配合的其他结构进行改进；二是保证定子与转子之间的同轴度，防止旋转时产生偏心导致密封圈损坏。

首先，为改善现有技术中密封圈的密封效果，本发明提出一种结构改进的密封圈。

如图6所示，在本发明所提供的密封圈的一个优选实施例中，密封圈17包括密封圈本体，密封圈本体上设有导油部，导油部用于将油液引导至能够使密封圈本体贴紧待密封件的位置。

通过设置导油部，可以将油液引导至能够使密封圈本体贴紧待密封件的位置，即使在油液的压力较大时，由于导油部的作用，也可以避免液压油沿着待密封件与密封圈之间的缝隙内泄，改善密封效果。

作为导油部的一种具体实施方式，导油部包括设置在密封圈本体上的第一凹槽173，这种结构形式比较简单，容易制造，且可靠性高。当然，除了凹槽的形式，导油部也可以采用其他实施方式，比如设置引流通道等，这里不再详述。

通过设置第一凹槽173，可以提供一个低压区，相比于待密封件与密封圈之间的缝隙，液压油更容易流向第一凹槽173，进而流向能够迫使密封圈移动直至贴紧待密封件的位置，第一凹槽173起到引流作用，密封圈贴紧待密封件后，可以消除密封圈与待密封件之间的缝隙，提高密封性能。

优选地，第一凹槽173可以设置在密封圈本体的两个轴向侧面中的至少一个面上。在两个轴向侧面上均设置第一凹槽173可以同时实现密封圈的两个轴向侧面的密封。

第一凹槽173可以设置多个，多个第一凹槽173优选地沿周向均匀布置。

进一步地，密封圈本体可以包括弹性部，弹性部在油液的压力作用下能够发生变形，以迫使密封圈本体能够贴紧待密封件。弹性部可以使密封圈的其中一部分在与待密封件仍然保持紧密接触的前提下，通过弹性变形，迫使密封圈的其他部分与待密封件也实现紧密接触，从而进一步提高密封效果。

密封圈本体的整体可以采用弹性材料制成，或者密封圈本体的一部分采用弹性材料制成，以形成上述的弹性部。

在本发明密封圈的一个具体实施例中，密封圈本体包括硬质密封圈171和弹性密封圈172，其中，弹性密封圈172构成上述的弹性部，硬质密封圈171的外周设有环形凹槽，弹性密封圈172嵌在环形凹槽内。

在上述结构中，导油部包括设置在硬质密封圈171的轴向侧面的第一凹槽173。当然优选地，硬质密封圈171的两个轴向侧面均可以设置第一凹槽173。

弹性密封圈172优选地但不限于为o型圈，即弹性密封圈172的截面呈o型，这样不仅装配方便，而且还可以允许弹性密封圈172在硬质密封圈171的环形凹槽内发生转动，以适应不同的密封要求。在其他实施例中，弹性密封圈172的截面也可以呈方形或者三角形等形状。

基于上述各个实施例中的密封圈，本发明提出一种多通道中央回转接头1，该多通道中央回转接头1包括上述的密封圈17。上述各个实施例中密封圈所能达到的积极效果，同样适用于多通道中央回转接头，这里不再赘述。

如图4和图5所示，本发明还提出一种多通道中央回转接头1，包括定子12和转子11，转子11穿设在定子12的安装孔内，定子12的内壁面和/或转子11的外壁面设有用于安装密封圈17的第二凹槽16。

其中，第二凹槽16可以设置在定子12的内侧壁面上，也可以设置在转子11的外侧壁面上，还可以同时设置在定子12的内侧壁面和转子11的外侧壁面上，定子12和转子11上的凹槽相互组合共同形成第二凹槽16。优选地，为了便于加工，第二凹槽16设置在转子11的外侧壁面上，这样更有利于保证各个第二凹槽16的同轴度。

第二凹槽16的壁面和/或密封圈17上设有导油部，导油部用于将从密封圈17一侧进入第二凹槽16的油液引导至能够使密封圈17的另一侧贴紧第二凹槽16的壁面并使密封圈17的内侧面贴紧转子11的壁面的位置。

具体来说，如图5所示，导油部可以设置在密封圈17上，也可以设置在第二凹槽16的壁面上，优选地设置在第二凹槽16的与密封圈17的轴向端面相对的壁面上，以便于引导油液绕到密封圈17的该轴向端面的远离转子11的位置，对密封圈17形成压力作用，迫使密封圈17移动至能够与第二凹槽16的另一侧轴向端面和转子11的壁面贴紧的位置，防止油液泄漏。需要说明的是，密封圈17的径向外侧始终与第二凹槽16的远离转子11的壁面保持紧密接触，无论是在通过导油部引导之前还是引导之后，均保持紧密接触，以避免油液通过密封圈17的径向外侧与第二凹槽16的远离转子11的壁面之间的间隙泄漏。

作为导油部的具体实施方式，导油部包括设置在第二凹槽16的壁面和/或密封圈17的轴向侧面上的第一凹槽173。当然，除了凹槽的形式，导油部也可以采用其他实施方式，比如设置引流通道等，这里不再详述。

如图4所示，为了保证定子12和转子11之间的装配同轴度，多通道中央回转接头1还包括轴承9，轴承9安装在转子11和定子12之间，以保证转子11与定子12的同轴度。

具体地，轴承9的外圈可以与定子12的安装孔相配合，轴承9的内圈套设在转子11的外周，以保证转子11与定子12的同轴度，防止旋转时发生偏心导致密封圈17损坏，提高中央回转接头的使用寿命。优选地，轴承9可以采用滚动轴承，可靠性更高，磨损程度更小。

如图4所示，转子11内设有多条轴向油道13，定子12的内壁上设有与轴向油道13对应连通的环形油槽14，定子12的外壁上设有与环形油槽14对应连通的油口15，第二凹槽16设置在任意两个相邻的环形油槽14之间。由于采用了密封更加可靠的密封结构，因此转子11内可以设置高达26条的控制油路，以满足大型机械的多油路需求，同时通过上述方式合理地设置油道，还可以保证中央回转接头的总尺寸不超过限制。

具体地，转子11内可以设置26条沿轴向延伸的轴向油道13，定子12的内壁上设有26个与轴向油道13一一对应且沿径向延伸的环形油槽14，定子12的外壁上设有26个与环形油槽14一一对应的油口15，这样液压油可以通过油口15进入环形油槽14，再进入轴向油道13，以实现不同的控制作用。各个轴向油道13既可以为高压油道，也可以为中压油道或低压油道。

任意两个相邻的环形油槽14之间均设置有第二凹槽16，这样可以在每个环形油槽14的两侧均设置密封圈17，以保证该环形油槽14与其他相邻环形油槽14之间的密封性。

本发明还提出一种步履式挖掘机，如图1所示，该步履式挖掘机包括上车2、下车3和上述的多通道中央回转接头1，多通道中央回转接头1的定子12与下车3相对固定，多通道中央回转接头1的转子11与上车2相对固定。

具体地，如图3和图4所示，定子12上设有连接板8，下车3上设有回转接头座4，连接板8与回转接头座4通过螺栓5固定连接。如图2和图4所示，转子11上设有定位板7，上车2设有两个固定块6，定位板7插设在两个固定块6形成的凹槽中，以在上车2发生转动时能够带动转子11转动。

下面结合附图1～6对本发明密封圈、多通道中央回转接头及步履式挖掘机的一个实施例的工作过程进行说明：

如图1所示，多通道中央回转接头1包括转子11和定子12，转子11套设在定子12内，转子11可绕定子12作360°旋转，转子11和定子12沿竖直方向设置，即转子11和定子12的轴线垂直于地面。

参考图3和图4，下车3上设有回转接头座4，定子12外壁上设有连接板8，回转接头座4与连接板8通过螺栓5固定连接，从而使定子12与下车3相对固定，即相对下车3始终保持固定不动。参考图2和图4，上车2上设有固定块6，固定块6包括两个，转子11上设有定位板7，定位板7嵌在两个固定块6之间形成的方槽内，从而使转子11与上车2之间相对固定，当上车2作回转运动时，带动转子11同步回转。多通道中央回转接头1与上车2和下车3的这种连接方式结构简单、稳定可靠，同时又便于维修拆卸。

如图4所示，为转子11和定子12处于横向放置状态的结构图，转子11的轴内设有26条轴向油道13，定子12的内壁上设有26条与轴向油道13一一对应连通的环形油槽14，每个环形油槽14的上下两侧均设置有第二凹槽16，第二凹槽16内嵌有密封圈17，密封圈17由硬质密封圈171和套在硬质密封圈171上的弹性密封圈172组成。

多通道中央回转接头1不工作时，密封圈17浮在第二凹槽16内，如图5所示，当上侧环形油槽14加压时，压力油可以沿图中箭头所示的方向绕到密封圈17远离转子11的外侧(即图示密封圈17的左上方)，以推动密封圈17向右下方向(以图示方向为参考方向)移动，密封圈17在压力油的作用下贴紧第二凹槽16的下表面和转子11，起到密封作用，其中，弹性密封圈172无论是在受压变形之前还是受压变形之后，弹性密封圈172的径向外侧(即图中左侧)与第二凹槽16的远离转子11的壁面(即图中左侧壁面)始终保持紧密接触；压力油反向作用时，原理同上，这里不做赘述。

对于普通的密封圈来说，在油液加压时有可能出现偶发性的液压油绕不到密封圈17左上方从而密封失效的情况，即油道加压后，压力虽然很大，但相比之下密封圈表面的作用面积太小，密封圈下移不了，因此液压油可能会沿着转子与密封圈之间的缝隙(图中密封圈右侧与转子外壁面之间的间隙)内泄。

对于本发明的密封圈实施例来说，硬质密封圈171的两个轴向侧面(即如图所示的上、下表面)开出若干个沿周向均布的第一凹槽173，第一凹槽173可以使压力油迅速绕到密封圈17的左上方，推动密封圈17向右下移动，可靠地建立起密封带，从而有效地将相邻两个环形油槽14隔离起来，防止压力油由于绕不到密封圈左上方而引起偶发性的密封失效问题，有效防止环形油槽间发生窜油。

另外，转子11与定子12的上、下两端分别设有轴承9，轴承9的外圈与定子12的内孔相配合，轴承9的内圈套设在转子11上，保证定子12与转子11之间的同轴度，防止旋转时产生偏心导致密封圈损坏。

可见，本发明所提供的多通道中央回转接头及步履式挖掘机实施例不仅通道数目多，而且密封可靠，使用寿命长。

通过对本发明密封圈、多通道中央回转接头及步履式挖掘机的多个实施例的说明，可以看到本发明密封圈、多通道中央回转接头及步履式挖掘机实施例至少具有以下一种或多种优点：

1、采用设有导油部的密封圈，可以在液压油换向时迅速建立密封带，进而防止因密封圈无法压紧造成的窜油问题；

2、多通道中央回转接头油道数目多，能够满足大型机械复杂控制的需要；

3、通过设置轴承，保证了定子与转子的同轴度，减少了密封圈的磨损，有效提高了中央回转接头的使用寿命。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。