專利名稱：一種切削鉆機關(guān)鍵鑿巖動作雙泵液壓控制回路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種切削鉆機關(guān)鍵鑿巖動作雙泵液壓控制回路。
技術(shù)背景切削鉆機為一種新型鑿巖鉆機，其作業(yè)機理為高速旋轉(zhuǎn)破碎鉆進，針對頁巖、砂巖等巖層的鉆孔作業(yè)具有高速高效、簡易便捷的突出優(yōu)點，綜合分析目前各品牌切削鉆機液壓系統(tǒng)，均為基于小型或中型挖掘機液壓系統(tǒng)的簡單改進開發(fā)。切削鉆機相比挖掘機減去動臂偏擺、破碎錘和鏟斗等三個動作，增加動力頭推進、動力頭回轉(zhuǎn)、空壓機等三個動作，利用挖掘機主控閥偏擺聯(lián)、破碎錘聯(lián)和鏟斗聯(lián)實現(xiàn)對切削鉆機動力頭推進、動力頭回轉(zhuǎn)和空壓機等三個動作的控制。鑿巖推進控制普遍采用可調(diào)減壓式恒壓推進，推進主油路多路閥與推進執(zhí)行機構(gòu)之間串聯(lián)減壓閥，并在多路閥后、減壓閥前通過單向閥合流至回轉(zhuǎn)主油路，既通過減壓式恒壓推進保證鉆頭充分接觸巖層，又防止推進力過大引起回轉(zhuǎn)阻力過大而引起卡鉆，又依據(jù)鉆進速度對流量的控制需求將多余的推進聯(lián)所控制的流量合流至動力頭回轉(zhuǎn)主油路。但基于挖掘機液壓系統(tǒng)改進開發(fā)的切削鉆機液壓系統(tǒng)，具有簡單、易行的優(yōu)點，縮短了切削鉆機液壓系統(tǒng)開發(fā)的周期，但此系統(tǒng)具有先天局限性，缺乏對旋轉(zhuǎn)切削破碎鉆進鑿巖機理的深入試驗及理論分析。特別在鉆進過程中巖層地質(zhì)和硬度發(fā)生變化時，鉆進適應(yīng)性較差。減壓式恒壓推進控制，當減壓閥壓力調(diào)定后，鉆孔過程中推進力為定值，軟巖地質(zhì)時，相同的動力頭回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速下，雖巖層硬度偏軟但因鉆頭單圈的進給量較大，回轉(zhuǎn)阻力建立較高；硬巖地質(zhì)時，相同的動力頭回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速下，雖巖層硬度偏硬但因鉆頭單圈的進給量較小，回轉(zhuǎn)阻力建立較低；鉆進過程中巖層地質(zhì)由軟巖變?yōu)橛矌r時，鉆頭單圈的進給量變小，推進所需流量減小，多余的推進聯(lián)所控流量合流至回轉(zhuǎn)聯(lián)，則回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速變快但鉆進速度反而降低；鉆進過程中巖層地質(zhì)由硬巖變?yōu)檐泿r時，鉆頭單圈進給量變大，推進所需流量增大，則回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速變慢，回轉(zhuǎn)阻力建立變高，則鉆進速度變快但回轉(zhuǎn)阻力上升至一定值就會引起卡鉆。主控閥對動力頭回轉(zhuǎn)和推進的流量分配及負載匹配上存在局限性，因推進主油路經(jīng)單向閥合流至回轉(zhuǎn)主油路，推進執(zhí)行機構(gòu)的選擇必須保證推進優(yōu)先回轉(zhuǎn)，推進執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計必須滿足在硬巖作業(yè)建立的回轉(zhuǎn)負載壓力(相比軟巖低)下產(chǎn)生的推進力滿足硬巖作業(yè)推進力需求。成孔提桿、接桿空提和卸桿空推等工況下推進動作速度較慢，或者停止動力頭回轉(zhuǎn)將主控閥回轉(zhuǎn)聯(lián)流量合流至推進主油路以提高提桿速度，但停止回轉(zhuǎn)，若較大碎石塊滑入成孔會引起突然卡鉆。軟巖作業(yè)時，鉆頭較易吃進巖層，較小的推進力可以提高鉆進效率并防止卡鉆；硬巖作業(yè)時，鉆頭較難吃進巖層，較大的推進力可以提高鉆進效率并防止鉆頭打滑。接桿空提、卸桿空推和成孔提桿時，較快的推進上提速度縮短作業(yè)循環(huán)時間，動力頭回轉(zhuǎn)動作可以變慢但不能停止，防止因較大碎石塊滑入成孔而引起突然卡鉆。切削鉆機關(guān)鍵鑿巖動作需要更加適合其作業(yè)工況的專用液壓控制回路
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種提高切削鉆機對巖層變化的適應(yīng)性，保證上提流量控制足夠，提高成孔提桿速度，減少作業(yè)循環(huán)時間的一種切削鉆機關(guān)鍵鑿巖動作雙泵液壓控制回路。一種切削鉆機關(guān)鍵鑿巖動作雙泵液壓控制回路，包括雙聯(lián)負載敏感變量泵組、雙進油聯(lián)負載敏感比例多路閥、回轉(zhuǎn)馬達、推進馬達、鑿巖邏輯控制塊、回轉(zhuǎn)先導手柄、推進先導手柄和液壓油箱，所述雙聯(lián)負載敏感變量泵組的進油口與所述液壓油箱連接，所述雙聯(lián)負載敏感變量泵組的壓力油Pl端與雙進油聯(lián)負載敏感比例多路閥左側(cè)進油聯(lián)進油口 Pl連接，所述雙聯(lián)負載敏感變量泵組的壓力油P2端與雙進油聯(lián)負載敏感比例多路閥右側(cè)進油聯(lián)進油口 P2連接，所述雙聯(lián)負載敏感變量泵組負載敏感口 Lsl與所述雙進油聯(lián)負載敏感比例多路閥負載敏感口 Lsl連接，所述雙聯(lián)負載敏感變量泵組負載敏感口 Ls2與所述雙進油聯(lián)負載敏感比例多路閥負載敏感口 Ls2連接，所述雙進油聯(lián)負載敏感比例多路閥包括左側(cè)進油聯(lián)、回轉(zhuǎn)聯(lián)多路閥、右側(cè)進油聯(lián)、推進聯(lián)第一閥、第二閥、每片閥的壓差補償器及其負載敏感外控口，所述鑿巖邏輯控制塊包括液控比例伺服閥、高壓溢流閥、低壓溢流閥、第一電 磁換向閥和第二電磁換向閥，所述回轉(zhuǎn)馬達的正轉(zhuǎn)主控油口 A和反轉(zhuǎn)主控油口 B分別與所述回轉(zhuǎn)聯(lián)多路閥的進油口 Al和進油口 BI連接，所述回轉(zhuǎn)聯(lián)多路閥的先導油控制口 al和先導油控制口 bl分別與回轉(zhuǎn)先導手柄的正轉(zhuǎn)先導油口和反轉(zhuǎn)先導油口連接，所述推進聯(lián)多路閥包括合流工作的第二閥和第一閥，所述第二閥中位機能為0型，所述推進馬達的下推方向主控油口 A與所述第一閥的進油口 A2和所述第二閥的進油口 A3連接，所述推進馬達的上提方向主控油口 B與所述第一閥的進油口 B2和所述第二閥的進油口 B3連接，所述第一閥的先導油控制口 a2和第二閥的先導油控制口 a3分別與所述第一電磁換向閥的兩個進油口連接，所述第一閥的先導油控制口 a2與所述第一電磁換向閥的進油口連接后再與推進先導手柄的下推先導油口連接，所述閥的先導油控制口 b2和第二閥的先導油控制口 b3分別與所述第二電磁換向閥的兩個進油口連接，所述第一閥的先導油控制口 b2與所述第二電磁換向閥的進油口連接后再與推進先導手柄的上提先導油口連接，所述回轉(zhuǎn)聯(lián)多路閥的負載敏感口 Ls與所述液控比例伺服閥的控制端連接，所述推進聯(lián)多路閥的負載敏感口LsA與所述液控比例伺服閥連接后再與所述高壓溢流閥連接，所述液控比例伺服閥的出油口與所述低壓溢流閥連接，所述液控比例伺服閥、高壓溢流閥、低壓溢流閥、第一電磁換向閥和第二電磁換向閥的出油口與回油口連接。本實用新型中，所述第一電磁換向閥和第二電磁換向閥為兩位三通電磁換向閥。由于采用上述方案，本實用新型具有如下優(yōu)點I、本實用新型通過軟巖作業(yè)時，鉆頭較易吃進巖層，較小的推進力可以提高鉆進效率并防止卡鉆；硬巖作業(yè)時，鉆頭較難吃進巖層，較大的推進力可以提高鉆進效率并防止鉆頭打滑的原理，實現(xiàn)了動力頭回轉(zhuǎn)壓力比例控制推進壓力，提高切削鉆機對巖層變化的自動適應(yīng)性，提高作業(yè)效率，并防止因回轉(zhuǎn)阻力上升而引起的卡鉆。2、本實用新型實現(xiàn)動力頭回轉(zhuǎn)和推進相對獨立負載敏感比例控制，推進壓力的建立不受回轉(zhuǎn)負載壓力的影響，克服硬巖作業(yè)時因回轉(zhuǎn)阻力建立較低引起推進壓力建立較低而出現(xiàn)鉆頭打滑。3、本實用新型在接桿空提、卸桿空推和成孔提桿工況下，推進聯(lián)兩片多路閥合流工作，提高動力頭推進動作速度，縮短作業(yè)循環(huán)時間。
圖I是本實用新型的原理圖。圖2是本實用新型的鑿巖邏輯控制塊原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。一種切削鉆機關(guān)鍵鑿巖動作雙泵液壓控制回路，由雙聯(lián)負載敏感變量泵組I、雙進油聯(lián)負載敏感比例多路閥2、動力頭回轉(zhuǎn)馬達3、動力頭推進馬達4、液壓油箱8等組成切削鉆機關(guān)鍵鑿巖動作液壓控制主油路，由雙聯(lián)負載敏感變量泵組I中的一個泵Pl和雙進油聯(lián) 比例多路閥中回轉(zhuǎn)聯(lián)多路閥21組成對動力頭回轉(zhuǎn)馬達的負載敏感比例控制，由雙聯(lián)負載敏感變量泵組I中的另一個泵P2和第一閥23和第二閥22組成對動力頭推進馬達的負載敏感比例控制。由鑿巖邏輯控制塊5、回轉(zhuǎn)先導手柄6、推進先導手柄7等組成切削鉆機關(guān)鍵鑿巖動作邏輯控制和先導控制油路。雙進油聯(lián)負載敏感比例多路閥2的功能和配置特征為雙側(cè)進油，閉中心，兩側(cè)油路及控制關(guān)系相互獨立；每片閥帶有壓差補償器及其負載敏感外控口，推進聯(lián)第一閥23和第二閥22特別具有A、B油口獨立負載敏感外控口 ；兩片閥作為動力頭推進控制聯(lián)，其中第二閥22片中位機能為0型，A、B油口具有防沖擊與防氣蝕閥。回轉(zhuǎn)聯(lián)多路閥21正轉(zhuǎn)方向切削旋轉(zhuǎn)方向主控制油口 Al流量配置以滿足切削旋轉(zhuǎn)速度為準則，推進聯(lián)第一閥23推進方向切削鉆進方向主控制油口 A2流量以滿足最大鉆進推進速度為準則，推進聯(lián)推第二閥22進方向切削鉆進方向主控制油口 A3流量以A2、A3 口流量之和滿足接桿控提、卸桿空推和成孔提桿工況下推進動作速推為準則。鑿巖邏輯控制塊5由液控比例伺服閥51、高壓溢流閥52、低壓溢流閥53、兩位三通電磁換向閥54和兩位三通電磁換向閥55組成。液控比例伺服閥51也可以是特殊平衡閥，關(guān)鍵在于實現(xiàn)壓力動態(tài)平衡控制，即依據(jù)回轉(zhuǎn)聯(lián)第二閥22或第一閥21負載壓力Ls控制推進聯(lián)23壓差補償器負載敏感外控口 LsA壓力動態(tài)平衡于高壓溢流閥52和低壓溢流閥53設(shè)定值之間。雙進油聯(lián)負載敏感比例多路閥2回轉(zhuǎn)聯(lián)負載敏感口 Ls與液控比例伺服閥51液控口相連，回轉(zhuǎn)負載壓力控制液控比例伺服閥51閥芯開度；推進聯(lián)推進方向切削鉆進方向負載敏感外控口 LsA同時與高壓溢流閥52和液控比例伺服閥51進油口相連，液控比例伺服閥51出油口與低壓溢流閥53相連；液控比例伺服閥51依據(jù)回轉(zhuǎn)負載壓力控制推進聯(lián)推進方向切削鉆進方向負載敏感外控口 LsA壓力在高壓溢流閥52和低壓溢流閥53設(shè)定壓力范圍內(nèi)平滑變化，高壓溢流閥52壓力設(shè)定以硬巖所需最大推進壓力為準則，低壓溢流閥53壓力設(shè)定以軟巖所需最低推進壓力為準則，液控比例伺服閥51壓力設(shè)定范圍為介于硬巖回轉(zhuǎn)負載壓力和軟巖回轉(zhuǎn)卡鉆臨界壓力之間。兩位三通液控換向閥54控制推進先導手柄7下推位先導油與推進聯(lián)多路閥下推方向切削鉆進方向主控油口 A2、A3先導油口 a2、a3的連接，處于常位時，與a2連通，同時a3卸荷，得電時，與a2、a3同時連通；兩位三通液控換向閥55控制推進先導手柄7上提位先導油與推進聯(lián)多路閥上提方向主控油口 B2、B3先導油口 b2、b3的連接，處于常位時，與b2連通，同時b3卸荷，得電時，與b2、b3同時連通。本裝置液壓具體的流程如下[0018]I.鑿巖作業(yè)控制鑿巖作業(yè)工況下，回轉(zhuǎn)先導手柄6處于正轉(zhuǎn)位，控制雙進油聯(lián)負載敏感比例多路閥2 —側(cè)回轉(zhuǎn)聯(lián)21正轉(zhuǎn)方向切削旋轉(zhuǎn)方向工作口 Al輸出壓力油，實現(xiàn)動力頭回轉(zhuǎn)動作的負載敏感比例控制；推進手柄7處于下推位，兩位三通電磁換向閥54失電處于常位，控制雙進油聯(lián)負載敏感比例多路閥2另一側(cè)推進下推方向切削鉆進方向工作口 A2輸出壓力油，實現(xiàn)動力頭推進動作的負載敏感比例控制；液控比例伺服閥51依據(jù)回轉(zhuǎn)負載壓力控制負載敏感多路閥2推進聯(lián)推進方向切削鉆進方向負載敏感外控口 LsA壓力在高壓溢流閥52和低壓溢流閥53設(shè)定壓力范圍內(nèi)平滑變化，推進聯(lián)第一閥23壓差補償器隨外控口 LsA變化控制推進聯(lián)推進油口 A3輸出壓力在高壓溢流閥52和低壓溢流閥53設(shè)定壓力范圍內(nèi)平滑變化，實現(xiàn)動力頭回轉(zhuǎn)負載壓力比例控制推進壓力，提高切削鉆機鉆進過程中對巖層變化的自動適應(yīng)性。2.接桿空提、成孔提桿和卸桿空推推進快速控制接桿空提或成孔提桿工況下，兩位三通電磁換向閥55得電，推進先導手柄7處于上提位，先導油經(jīng)鑿巖邏輯控制塊5同時連通兩片推進上提聯(lián)先導油口 b2、b3，兩片片推進聯(lián)第一閥23、第二閥22合流工作，實現(xiàn)動力頭上提動作的快速控制；卸桿空推工況下，兩位三通電磁換向閥54得電，推進先導手柄7處于下推位，先導油經(jīng)鑿巖邏輯控制塊5同時連通兩片推進上提聯(lián)先導油口 a2、a3，兩片推進聯(lián)第一閥23、第二閥22合流工作，實現(xiàn)動力頭上提動作的快速控制；同時推進聯(lián)多路閥主油口 A3、B3具有防沖擊和防氣蝕控制，避免因快速推進突然起停而引起的沖擊和氣蝕。
權(quán)利要求1.一種切削鉆機關(guān)鍵鑿巖動作雙泵液壓控制回路，包括雙聯(lián)負載敏感變量泵組(I)、雙進油聯(lián)負載敏感比例多路閥(2)、回轉(zhuǎn)馬達(3)、推進馬達(4)、鑿巖邏輯控制塊(5)、回轉(zhuǎn)先導手柄(6)、推進先導手柄(7)和液壓油箱(8)，其特征在于所述雙聯(lián)負載敏感變量泵組(I)的進油口與所述液壓油箱(8)連接，所述雙聯(lián)負載敏感變量泵組(I)的壓力油(Pl)端與雙進油聯(lián)負載敏感比例多路閥(2)左側(cè)進油聯(lián)進油口(Pl)連接，所述雙聯(lián)負載敏感變量泵組(I)的壓力油(P2)端與雙進油聯(lián)負載敏感比例多路閥(2)右側(cè)進油聯(lián)進油口(P2)連接，所述雙聯(lián)負載敏感變量泵組(I)負載敏感口(Lsl)與所述雙進油聯(lián)負載敏感比例多路閥(2)負載敏感口(Lsl)連接，所述雙聯(lián)負載敏感變量泵組(I)負載敏感口(Ls2)與所述雙進油聯(lián)負載敏感比例多路閥(2)負載敏感口(Ls2)連接，所述雙進油聯(lián)負載敏感比例多路閥包括左側(cè)進油聯(lián)、回轉(zhuǎn)聯(lián)多路閥(21)、右側(cè)進油聯(lián)、推進聯(lián)第一閥(23)、第二閥(22)、每片閥的壓差補償器及其負載敏感外控口，所述鑿巖邏輯控制塊(5)包括液控比例伺服閥(51)、高壓溢流閥(52 )、低壓溢流閥(53 )、第一電磁換向閥(54)和第二電磁換向閥(55 )，所述回轉(zhuǎn)馬達的正轉(zhuǎn)主控油口(A)和反轉(zhuǎn)主控油口(B)分別與所述回轉(zhuǎn)聯(lián)多路閥(21)的進油口(Al)和進油口(BI)連接，所述回轉(zhuǎn)聯(lián)多路閥(21)的先導油控制口(al)和先導油控制口(bl)分別與回轉(zhuǎn)先導手柄(6)的正轉(zhuǎn)先導油口和反轉(zhuǎn)先導油口連接，所述推進聯(lián)多路閥包括合流工作的第二閥(22)和第一閥(23)，所述第二閥(22)中位機能為O型，所述推進馬達的下推方向主控油口(A)與所述第一閥(23)的進油口(A2)和所述第二閥(22)的進油口(A3)連接，所述推進馬達的上提方向主控油口(B)與所述第一閥(23)的進油口(B2)和所述第二閥(22)的進油口(B3)連接，所述第一閥(23)的先導油控制口(a2)和第二閥(22)的先導油控制口(a3)分別與所述第一電磁換向閥(54)的兩個進油口連接，所述第一閥(23)的先導油控制口(a2)與所述第一電磁換向閥(54)的進油口連接后再與推進先導手柄(7)的下推先導油口連接，所述閥(23)的先導油控制口(b2)和第二閥(22)的先導油控制口(b3)分別與所述第二電磁換向閥(55)的兩個進油口連接，所述第一閥(23)的先導油控制口(b2)與所述第二電磁換向閥(55)的進油口連接后再與推進先導手柄(7)的上提先導油口連接，所述回轉(zhuǎn)聯(lián)多路閥的負載敏感口(Ls)與所述液控比例伺服閥(51)的控制端連接，所述推進聯(lián)多路閥的負載敏感口(LsA)與所述液控比例伺服閥(51)連接后再與所述高壓溢流閥(52)連接，所述液控比例伺服閥(51)的出油口與所述低壓溢流閥(53)連接，所述液控比例伺服閥(51)、高壓溢流閥(52)、低壓溢流閥(53)、第一電磁換向閥(54)和第二電磁換向閥(55)的出油口與回油口連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的切削鉆機關(guān)鍵鑿巖動作雙泵液壓控制回路，其特征在于所述第一電磁換向閥(54)和第二電磁換向閥(55)為兩位三通電磁換向閥。
專利摘要一種切削鉆機關(guān)鍵鑿巖動作雙泵液壓控制回路，包括雙聯(lián)負載敏感變量泵組、雙進油聯(lián)負載敏感多路閥、回轉(zhuǎn)馬達、推進馬達、鑿巖邏輯控制塊、回轉(zhuǎn)先導手柄、推進先導手柄和液壓油箱。所述雙聯(lián)負載敏感變量泵組的進油口與所述液壓油箱連接，所述雙聯(lián)負載敏感變量泵組的出油口、負載敏感口分別與所述雙進油聯(lián)負載敏感多路閥的進油口、負載敏感口連接，所述負載敏感多路閥每片閥壓差補償器具有外控口，所述壓差補償器外控口與所述鑿巖邏輯控制塊連接，所述回轉(zhuǎn)先導手柄、推進先導手柄與所述鑿巖邏輯控制塊或負載敏感多路閥先導控制口連接。本實用新型實現(xiàn)動力頭回轉(zhuǎn)比例控制推進、回轉(zhuǎn)和推進相對獨立負載敏感控制、提高推進速度等功能。
文檔編號F15B13/02GK202788607SQ201220351910
公開日2013年3月13日 申請日期2012年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月19日
發(fā)明者王東升, 馬?；? 趙宏強, 林宏武 申請人:山河智能裝備股份有限公司