專利名稱：一種旋挖鉆機(jī)及其加壓力與扭矩匹配裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及工程機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及ー種旋挖鉆機(jī)及其壓カ與扭矩匹配裝置。
背景技術(shù)：
如圖I所示，在現(xiàn)有的旋挖鉆機(jī)中，其動カ頭的扭矩和加壓裝置的加壓カ由各自獨(dú)立的動カ頭液壓系統(tǒng)I和加壓裝置液 壓系統(tǒng)6分別控制，動カ頭的扭矩一般采用負(fù)載敏感控制，而加壓裝置的加壓カ則完全由負(fù)載決定，兩者之間沒有建立有機(jī)聯(lián)系。在旋挖鉆機(jī)作業(yè)過程中，當(dāng)動カ頭提供的扭矩加上鉆具與鉆桿自重提供的加壓カ所產(chǎn)生的最大切應(yīng)カ達(dá)不到巖石的屈服切應(yīng)カ強(qiáng)度時，通常需要通過加壓裝置増大加壓カ來増大最大切應(yīng)力，此時，要么巖層被破壞，旋挖鉆機(jī)繼續(xù)鉆進(jìn)，要么加壓力達(dá)到額定加壓力后，旋挖鉆機(jī)仍然無法鉆迸。由于對于不同的巖層，破壞巖層所需的最佳扭矩和相應(yīng)的加壓カ也隨之不同，因此，在現(xiàn)有技術(shù)中，單純地増加動カ頭的扭矩和加壓裝置的加壓カ并不能有效地提高旋挖鉆機(jī)的入巖效率，此外，當(dāng)旋挖鉆機(jī)動カ頭的扭矩達(dá)到額定輸出扭矩但仍無法破壞巖層吋，加壓裝置啟動并不斷提供更大的加壓力，動カ頭輸出大扭矩的同時加壓カ過大會降低成孔質(zhì)量。因此，如何使加壓裝置的加壓カ與動カ頭的扭矩相匹配，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)難題。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型g在提供一種旋挖鉆機(jī)及其加壓カ與扭矩匹配裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中因加壓裝置的加壓カ與動カ頭的扭矩?zé)o法相匹配而造成的入巖效率較低和成孔質(zhì)量下降的問題。一方面，本實(shí)用新型提供了一種旋挖鉆機(jī)的加壓カ與扭矩匹配裝置，該加壓力與扭矩匹配裝置包括設(shè)于所述動カ頭液壓系統(tǒng)與所述加壓裝置液壓系統(tǒng)之間的反饋控制單元，所述反饋控制單元根據(jù)所述動カ頭液壓系統(tǒng)當(dāng)前的主油路油液壓カ將所述加壓裝置液壓系統(tǒng)的主油路油液壓カ設(shè)成預(yù)定值。進(jìn)ー步地,所述反饋控制單元進(jìn)ー步包括傳感器，用于獲取所述動カ頭液壓系統(tǒng)的主油路油液壓カ并將其轉(zhuǎn)化成第一電壓
信號;比例放大器，用于將來自所述傳感器的第一電壓信號放大或者縮小成第二電壓信號;信號轉(zhuǎn)換器，用于將來自所述比例放大器的第二電壓信號轉(zhuǎn)化成電流信號；比例壓カ控制閥，用于根據(jù)來自信號轉(zhuǎn)換器的電流信號設(shè)定所述加壓裝置液壓系統(tǒng)的主油路油液壓力。[0012]進(jìn)ー步地，所述比例壓カ控制閥具體為比例減壓控制閥。進(jìn)ー步地，所述反饋控制單元還包括比例因子調(diào)節(jié)單元，用于調(diào)節(jié)所述比例放大器的比例因子。另ー方面，本實(shí)用新型還提供了ー種旋挖鉆機(jī)，該旋挖鉆機(jī)設(shè)有上述任一項(xiàng)所述的加壓カ與扭矩匹配裝 置。本實(shí)用新型提供的一種旋挖鉆機(jī)及其加壓カ與扭矩匹裝置，通過在動力頭液壓系統(tǒng)與加壓裝置液壓系統(tǒng)之間設(shè)立反饋控制単元，改變了現(xiàn)有技術(shù)中動カ頭液壓系統(tǒng)與加壓裝置液壓系統(tǒng)各自為政的現(xiàn)象，由于在同一檔位下動カ頭液壓系統(tǒng)的主油路油液壓カ與動カ頭的扭矩一一對應(yīng)，而加壓裝置液壓系統(tǒng)的主油路油液壓カ與加壓裝置的加壓カ一一對應(yīng)，因此，由反饋控制單元實(shí)時根據(jù)動カ頭液壓系統(tǒng)當(dāng)前的主油路油液壓カ按預(yù)定方式調(diào)整加壓裝置液壓系統(tǒng)的主油路油液壓カ(即將加壓裝置液壓系統(tǒng)的主油路油液壓カ設(shè)成預(yù)定值)，從而使加壓裝置的加壓カ與動カ頭的扭矩相匹配，避免了現(xiàn)有技術(shù)中因兩個液壓系統(tǒng)各自獨(dú)立而造成的入巖效率較低和成孔質(zhì)量下降的問題。

圖I現(xiàn)有的動カ頭液壓系統(tǒng)及加壓裝置液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種旋挖鉆機(jī)的加壓カ與扭矩匹配裝置的邏輯框圖；圖3為圖2所示加壓カ與扭矩匹配裝置的部分結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)ー步的詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)指出，本部分中對具體結(jié)構(gòu)的描述及描述順序僅是對具體實(shí)施例的說明，不應(yīng)視為對本實(shí)用新型的保護(hù)范圍有任何限制作用。請參考圖2和圖3，其中，圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種旋挖鉆機(jī)的加壓カ與扭矩匹配裝置的邏輯框圖；圖3為圖2所示加壓カ與扭矩匹配裝置的部分結(jié)構(gòu)示意圖。下面同時結(jié)合圖2和圖3對本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖2所示，該加壓力與扭矩匹配裝置所應(yīng)用的旋挖鉆機(jī)具有動カ頭液壓系統(tǒng)I和加壓裝置液壓系統(tǒng)6，可分別用于為鉆桿提供扭矩和為鉆桿提供加壓力，在同一檔位下，動カ頭的扭矩與動カ頭液壓系統(tǒng)I的主油路油液壓カ一一對應(yīng)，而加壓裝置的加壓カ與加壓裝置液壓系統(tǒng)6的主油路油液壓カ一一對應(yīng)。該加壓力與扭矩匹配裝置包括設(shè)于動カ頭液壓系統(tǒng)I與加壓裝置液壓系統(tǒng)6之間反饋控制単元16，反饋控制単元16進(jìn)ー步包括傳感器2、比例放大器3、比例因子調(diào)節(jié)單元31、信號轉(zhuǎn)換器4和比例液壓閥5，請結(jié)合圖3所示，傳感器2實(shí)時檢測動カ頭液壓系統(tǒng)I的主油路油液壓カ(通常是其液壓馬達(dá)的進(jìn)油ロ壓力)，并將其轉(zhuǎn)化成第一電壓信號，傳感器2的輸出端將該第一電壓信號發(fā)送至比例放大器3的Ui端，比例放大器3通過將該第一電壓信號放大或者縮小(和比例因子的大小有夫)成第二電壓信號，并將其通過輸出端Uo發(fā)送至信號轉(zhuǎn)換器4，信號轉(zhuǎn)換器4將該第二電壓信號轉(zhuǎn)化成電流信號，由該電流信號作為控制信號對比例減壓閥5進(jìn)行控制，比例減壓閥5連接于加壓裝置液壓系統(tǒng)6的主油路上，可以根據(jù)電流信號的大小控制加壓裝置液壓系統(tǒng)6的主油路油液壓カ；比例因子調(diào)節(jié)單元31可以調(diào)節(jié)比例放大器3的比例因子的大小，使比例放大器3具有多種可選的比例因子。在實(shí)際應(yīng)用中，可分別計算出不同巖層在旋挖鉆機(jī)工作中使鉆桿處于最佳鉆進(jìn)狀態(tài)時的動カ頭扭矩與加壓裝置加壓カ之比，從而使所需的動力頭扭矩與加壓カ之比轉(zhuǎn)化成動カ頭液壓系統(tǒng)I的主油路油液壓カ與加壓裝置液壓系統(tǒng)6的主油路油液壓カ之比，并為比例放大器3設(shè)定多種比例因子供需要時選擇。在旋挖機(jī)工作過程中，可根據(jù)不同的巖層和動カ頭扭矩，選擇適當(dāng)?shù)谋壤蜃?，將動カ頭液壓系統(tǒng)I的主油路油液壓カ通過電信號成比例地放大或縮小，反饋至比例減壓閥5，進(jìn)而調(diào)整加壓裝置液壓系統(tǒng)6的主油路油液壓力，最后使加壓裝置的加壓カ與動カ頭的扭矩相匹配。當(dāng)遇到質(zhì)地較軟的巖層時，可以根據(jù)巖層和動力頭扭矩通過調(diào)節(jié)比例放大器3的比例因子以調(diào)節(jié)加壓裝置的加壓力，使旋挖鉆機(jī)達(dá)到最佳鉆進(jìn)狀態(tài)；當(dāng)遇到硬質(zhì)巖層時，動カ頭扭矩隨之増大，若加壓カ也隨之増大，即便達(dá)到了破壞巖層的目的，也可能因?yàn)榧訅毫蛣鹰^扭矩過大而降低成孔質(zhì)量，此時，可通過比例因子調(diào)節(jié)單元31減小比例放大器3 的比例因子，減小加壓裝置提供的加壓力，保證成孔質(zhì)量。需要說明的是，上述實(shí)施例中，通過比例減壓閥5控制加壓裝置液壓系統(tǒng)6的主油路油液壓力，但在其他情形下，也可以根據(jù)需要使用比例溢流閥。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種旋挖鉆機(jī)的加壓カ與扭矩匹配裝置，通過在動カ頭液壓系統(tǒng)與加壓裝置液壓系統(tǒng)之間設(shè)立反饋控制単元，改變了現(xiàn)有技術(shù)中動カ頭液壓系統(tǒng)與加壓裝置液壓系統(tǒng)各自獨(dú)立的現(xiàn)象，由于動カ頭液壓系統(tǒng)的主油路油液壓カ與動カ頭的扭矩一一對應(yīng)，而加壓裝置液壓系統(tǒng)的主油路油液壓カ與加壓裝置的加壓カ一一對應(yīng)，因此，由反饋控制單元實(shí)時根據(jù)動カ頭液壓系統(tǒng)當(dāng)前的主油路油液壓カ按預(yù)定方式調(diào)整加壓裝置液壓系統(tǒng)的主油路油液壓カ(即將加壓裝置液壓系統(tǒng)的主油路油液壓カ設(shè)成預(yù)定值)，從而使加壓裝置的加壓カ與動カ頭的扭矩相匹配，避免了現(xiàn)有技術(shù)中因兩個液壓系統(tǒng)各自獨(dú)立而造成的入巖效率較低和成孔質(zhì)量下降的問題。本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了ー種旋挖鉆機(jī)，該旋挖鉆機(jī)設(shè)有上述的加壓カ與扭矩匹配裝置，由于上述的加壓カ與扭矩匹配裝置具有上述技術(shù)效果，因此，設(shè)有該加壓カ與扭矩匹配裝置的旋挖鉆機(jī)也應(yīng)具備相應(yīng)的技術(shù)效果，其具體實(shí)施過程與上述實(shí)施例類似，茲不贅述。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種旋挖鉆機(jī)的加壓カ與扭矩匹配裝置，所述旋挖鉆機(jī)具有動カ頭液壓系統(tǒng)(I)和加壓裝置液壓系統(tǒng)￠)，其特征在于所述加壓力與扭矩匹配裝置包括設(shè)于所述動カ頭液壓系統(tǒng)(I)與所述加壓裝置液壓系統(tǒng)(6)之間的反饋控制単元(16)，所述反饋控制單元(16)根據(jù)所述動カ頭液壓系統(tǒng)(I)當(dāng)前的主油路油液壓カ將所述加壓裝置液壓系統(tǒng)(6)的主油路油液壓カ設(shè)成預(yù)定值。
2.如權(quán)利要求I所述的加壓カ與扭矩匹配裝置，其特征在于，所述反饋控制單元(16)進(jìn)ー步包括 傳感器(2)，用于獲取所述動カ頭液壓系統(tǒng)(I)的主油路油液壓カ并將其轉(zhuǎn)化成第一電壓信號； 比例放大器(3)，用于將來自所述傳感器(2)的第一電壓信號放大或者縮小成第二電壓信號； 信號轉(zhuǎn)換器(4)，用于將來自所述比例放大器(3)的第二電壓信號轉(zhuǎn)化成電流信號； 比例壓カ控制閥，用于根據(jù)來自信號轉(zhuǎn)換器(4)的電流信號設(shè)定所述加壓裝置液壓系統(tǒng)(6)的主油路油液壓力。
3.如權(quán)利要求2所述的加壓カ與扭矩匹配裝置，其特征在于所述比例壓カ控制閥具體為比例減壓控制閥(5)。
4.如權(quán)利要求2或3所述的加壓カ與扭矩匹配裝置，其特征在于所述反饋控制單元(16)還包括比例因子調(diào)節(jié)單元(31)，用于調(diào)節(jié)所述比例放大器(3)的比例因子。
5.ー種旋挖鉆機(jī)，其特征在于，所述旋挖鉆機(jī)設(shè)有權(quán)利要求I至4任一項(xiàng)所述的加壓カ與扭矩匹配裝置。
專利摘要本實(shí)用新型涉及工程機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種旋挖鉆機(jī)及其加壓力與扭矩匹配裝置。該加壓力與扭矩匹配裝置包括設(shè)于所述動力頭液壓系統(tǒng)與所述加壓裝置液壓系統(tǒng)之間的反饋控制單元，所述反饋控制單元根據(jù)所述動力頭液壓系統(tǒng)當(dāng)前的主油路油液壓力調(diào)整所述加壓裝置液壓系統(tǒng)的主油路油液壓力。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種旋挖鉆機(jī)的加壓力與扭矩匹配裝置，由反饋控制單元實(shí)時根據(jù)動力頭液壓系統(tǒng)當(dāng)前的主油路油液壓力調(diào)整加壓裝置液壓系統(tǒng)的主油路油液壓力，從而使加壓裝置的加壓力與動力頭的扭矩相匹配，避免了現(xiàn)有技術(shù)中因兩個液壓系統(tǒng)各自獨(dú)立而造成的入巖效率較低和成孔質(zhì)量下降的問題。
文檔編號E21B44/00GK202417468SQ20112052146
公開日2012年9月5日 申請日期2011年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月14日
發(fā)明者許宏宇, 齊文虎 申請人:北京市三一重機(jī)有限公司