一種自動鉆進(jìn)液壓控制系統(tǒng)、作業(yè)車的制作方法
【專利摘要】一種自動鉆進(jìn)液壓控制系統(tǒng)、作業(yè)車，具有第一壓力傳感器（1）；變幅油缸（2）；平衡閥（3）；電比例溢流閥（4）；第二壓力傳感器（5）；液壓馬達(dá)（6）；液壓泵（7）；負(fù)載敏感壓力補償閥（8、9）；控制器；角度檢測儀。角度檢測儀檢測出懸臂俯仰角度；壓力傳感器檢測出變幅油缸（2）無桿腔和有桿腔的壓力；檢測出的狀態(tài)數(shù)據(jù)輸入控制器；控制器計算出當(dāng)前鉆進(jìn)壓力、鉆桿的入土深度、將預(yù)設(shè)的入土深度對應(yīng)的鉆進(jìn)壓力與當(dāng)前鉆進(jìn)壓力進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果向所述控制器發(fā)送對所述電比例溢流閥（4）的控制指令；根據(jù)控制指令來操作電比例溢流閥（4），使當(dāng)前鉆進(jìn)壓力與預(yù)設(shè)的入土深度對應(yīng)的鉆進(jìn)壓力相等。
【專利說明】一種自動鉆進(jìn)液壓控制系統(tǒng)、作業(yè)車
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種作業(yè)車，尤其涉及一種作業(yè)車的自動鉆進(jìn)液壓控制系統(tǒng)，還涉及一種作業(yè)車。
【背景技術(shù)】
[0002]CN202594665U公開了一種多功能工程車，具有運輸、吊裝和鉆孔的功能。如圖1所示，鉆孔功能的實現(xiàn)主要包括的鉆桿及鉆頭，驅(qū)動鉆桿及鉆頭旋轉(zhuǎn)的液壓馬達(dá)6，連板、推拉油缸和變幅油缸2。鉆桿的位置、鉆桿與地面的夾角調(diào)節(jié)由懸臂上的推拉油缸和懸臂的變幅油缸2以及作業(yè)車的擺放位置來確定。而鉆進(jìn)的壓力主要由變幅油缸2決定。目前該作業(yè)車鉆孔時，靠人工操作懸臂的變幅油缸2和懸臂上的推拉油缸來控制鉆機的下鉆。人工操作控制鉆桿下鉆時，不可避免地帶來以下弊端:當(dāng)下鉆速度過快時，易引起系統(tǒng)過載，造成系統(tǒng)能量損失，溫度過高，損壞零件；當(dāng)下鉆速度過慢，造成施工效率低；人工操作控制的間歇性，也往往會帶來工作效率的降低，不穩(wěn)定性增加；人為判斷失誤或操作延時等因素，導(dǎo)致工作機構(gòu)損壞，增加了操作者的勞動強度。
實用新型內(nèi)容
[0003]因此，本實用新型的目的在于:提供一種作業(yè)車的自動鉆進(jìn)液壓控制系統(tǒng)及其控制方法，能精確實時地調(diào)節(jié)作業(yè)車的下鉆壓力，提高工效和作業(yè)車的使用壽命。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種自動鉆進(jìn)液壓控制系統(tǒng)，至少具有第一壓力傳感器；變幅油缸；平衡閥；電比例溢流閥；第二壓力傳感器；驅(qū)動鉆桿旋轉(zhuǎn)的液壓馬達(dá)；液壓泵；第一負(fù)載敏感壓力補償閥；第二負(fù)載敏感壓力補償閥；控制器；檢測懸臂俯仰角度的角度檢測儀，所述液壓泵的出油口與第一負(fù)載敏感壓力補償閥、第二負(fù)載敏感壓力補償閥的進(jìn)油口連通；第一負(fù)載敏感壓力補償閥的第一工作油口與所述液壓馬達(dá)的第一工作油口連通，第二工作油口與所述液壓馬達(dá)的第二工作油口連通，回油口與回油管連通；第二負(fù)載敏感壓力補償閥的第一工作油口與所述變幅油缸的有桿腔、電比例溢流閥的壓力油口及所述平衡閥的控制油口連通，第二工作油口與平衡閥的進(jìn)油口連通，回油口與回油管連通；所述平衡閥的出油口與所述變幅油缸的無桿腔連通；所述第一壓力傳感器用于檢測變幅油缸無桿腔的壓力；所述第二壓力傳感器用于檢測變幅油缸有桿腔的壓力；所述第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、電比例溢流閥、和角度檢測儀與所述控制器電連接。
[0005]作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)方案:所述自動鉆進(jìn)液壓控制系統(tǒng)，還具有溢流閥，所述溢流閥的進(jìn)油口與所述液壓泵的出口連通，溢流閥的出油口與回油管連通。
[0006]作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)方案:所述自動鉆進(jìn)液壓控制系統(tǒng)，還具有第三壓力傳感器，第三壓力傳感器用于檢測第一負(fù)載敏感壓力補償閥和第二負(fù)載敏感壓力補償閥的進(jìn)油口液壓油壓力，第三壓力傳感器、第一負(fù)載敏感壓力補償閥和第二負(fù)載敏感壓力補償閥與所述控制器電連接。
[0007]在不沖突的情況下上述改進(jìn)方案可單獨或組合實施。[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供的作業(yè)車為包括以上所述的自動鉆進(jìn)液壓控制系統(tǒng)的作業(yè)車。
[0009]本實用新型的有益效果:避免因人為判斷失誤或操作延時等因素，導(dǎo)致工作機構(gòu)損壞，提供工作效率30%以上，減少系統(tǒng)發(fā)熱和人的勞動強度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]附圖用來提供對本實用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0011]圖1是作業(yè)車的鉆孔部件機械部分結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2是自動鉆進(jìn)液壓控制系統(tǒng)的原理圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖，詳細(xì)說明本實用新型自動鉆進(jìn)液壓控制系統(tǒng)及使用該控制系統(tǒng)的作業(yè)車的【具體實施方式】。
[0014]如圖1、圖2所示的作業(yè)車自動鉆進(jìn)液壓控制系統(tǒng)實施例圖，所述的自動鉆進(jìn)液壓控制系統(tǒng)具有第一壓力傳感器I ;變幅油缸2 ;平衡閥3 ;電比例溢流閥4 ;第二壓力傳感器
5;驅(qū)動鉆桿旋轉(zhuǎn)的液壓馬達(dá)6 ;液壓泵7 ;第一負(fù)載敏感壓力補償閥8 ;第二負(fù)載敏感壓力補償閥9 ;溢流閥10 ;第三壓力傳感器11 ;控制器；檢測懸臂俯仰角度的角度檢測儀。
[0015]所述液壓泵7的出油口與第一負(fù)載敏感壓力補償閥8、第二負(fù)載敏感壓力補償閥9的進(jìn)油口連通；第一負(fù)載敏感壓力補償閥8的第一工作油口與所述液壓馬達(dá)6的第一工作油口連通，第二工作油口與所述液壓馬達(dá)6的第二工作油口連通，回油口與回油管連通；第二負(fù)載敏感壓力補償閥9的第一工作油口與所述變幅油缸2的有桿腔、電比例溢流閥4的壓力油口及所述平衡閥3的控制油口連通，第二工作油口與平衡閥3的進(jìn)油口連通，回油口與回油管連通；所述平衡閥3的出油口與所述變幅油缸2的無桿腔連通；所述溢流閥10的進(jìn)油口與液壓泵7的出口連通；出油口與回油管連通；所述第一壓力傳感器I用于檢測變幅油缸2無桿腔的壓力；所述第二壓力傳感器5用于檢測變幅油缸2有桿腔的壓力；第三壓力傳感器11用于檢測第一負(fù)載敏感壓力補償閥8和第二負(fù)載敏感壓力補償閥9的進(jìn)油口液壓油壓力；所述第一壓力傳感器1、第二壓力傳感器5、第三壓力傳感器11、電比例溢流閥
4、第一負(fù)載敏感壓力補償閥8、第二負(fù)載敏感壓力補償閥9、角度檢測儀與所述控制器電連接。
[0016]下面結(jié)合圖1、圖2對作業(yè)車自動鉆進(jìn)液壓控制系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0017]當(dāng)?shù)谝回?fù)載敏感壓力補償閥8動作且位于右位時，液壓泵7的壓力油通過第一負(fù)載敏感壓力補償閥8，到液壓馬達(dá)6的第一工作油口，經(jīng)液壓馬達(dá)6的第二工作油口，第一負(fù)載敏感壓力補償閥8后回油，推動液壓馬達(dá)6做功。與此同時，第二負(fù)載敏感壓力補償閥9動作且位于左位時，液壓泵7的壓力油通過第二負(fù)載敏感壓力補償閥9進(jìn)入變幅油缸2的有桿腔內(nèi)，同時壓力油進(jìn)入到平衡閥3先導(dǎo)控制口，打開平衡閥3，變幅油缸2的無桿腔的回油通過平衡閥3與第二負(fù)載敏感壓力補償閥9回到油箱，從而實現(xiàn)作業(yè)車懸臂的下壓，給鉆桿帶來向下的壓力。第二負(fù)載敏感壓力補償閥9動作且位于右位時，液壓泵7的壓力油通過第二負(fù)載敏感壓力補償閥9、平衡閥3進(jìn)入變幅油缸2的無桿腔內(nèi)，變幅油缸2的有桿腔的回油通過第二負(fù)載敏感壓力補償閥9回到油箱，從而實現(xiàn)作業(yè)車懸臂的抬升。
[0018]作業(yè)過程中利用角度檢測儀檢測出懸臂俯仰角度；第一壓力傳感器I檢測出變幅油缸2無桿腔的壓力；第二壓力傳感器5檢測出變幅油缸2有桿腔的壓力；第三壓力傳感器11檢測出第一負(fù)載敏感壓力補償閥8和第二負(fù)載敏感壓力補償閥9的壓力油進(jìn)口壓力；
[0019]角度檢測儀檢測出的臂架俯仰角度狀態(tài)數(shù)據(jù)；第一壓力傳感器1、第二壓力傳感器5、第三壓力傳感器11檢測出的壓力狀態(tài)數(shù)據(jù)輸入控制器；
[0020]所述控制器對第一壓力傳感器1、第二壓力傳感器5檢測的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼并計算出當(dāng)前鉆進(jìn)壓力；控制器對所述角度檢測儀檢測的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼并計算鉆桿的入土深度；控制器將預(yù)設(shè)的入土深度對應(yīng)的鉆進(jìn)壓力與當(dāng)前鉆進(jìn)壓力進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果向所述控制器發(fā)送對所述電比例溢流閥4的控制指令；所述控制器根據(jù)接收到的控制指令來操作所述電比例溢流閥4，使當(dāng)前鉆進(jìn)壓力與預(yù)設(shè)的入土深度對應(yīng)的鉆進(jìn)壓力相等。
[0021]鉆桿的入土深度是通過計算式h=l-LX sin α-H來計算的。式中:
[0022]h為鉆桿的入土深度mm
[0023]L為懸臂根部鉸點到懸臂上擺臂鉸點的距離mm
[0024]I為懸臂上擺臂鉸點到鉆桿根部的距離mm
[0025]H為懸臂根部鉸點到地面的距離mm
[0026]h為鉆桿入土深度mm
[0027]α為懸臂的俯仰角度。
[0028]鉆進(jìn)壓力是通過以下計算式來計算的:
[0029]F= (GXL2+ (PI X SI — Ρ2X S2) XLI)/L3
[0030]式中:
[0031]F為作用在鉆桿上的力N
[0032]G為懸臂總成和鉆桿總成的重力N
[0033]Pl為第二壓力傳感器5檢測出變幅油缸2有桿腔的壓力MPa
[0034]Ρ2為第一壓力傳感器I檢測出變幅油缸2無桿腔的壓力MPa
[0035]SI為變幅油缸有桿腔的面積mm2
[0036]S2為變幅油缸無桿腔的面積mm2
[0037]L I為懸臂根部鉸點到變幅油缸的力臂_
[0038]L 2為懸臂根部鉸點到懸臂總成和鉆桿總成的重力的力臂mm
[0039]L 3為懸臂根部鉸點到鉆桿的力臂mm。
[0040]所述控制器對第三壓力傳感器11檢測的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼與設(shè)定壓力值進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果向所述控制器發(fā)送對所述第一負(fù)載敏感壓力補償閥8和第二負(fù)載敏感壓力補償閥9的控制指令；所述控制器根據(jù)接收到的控制指令來操作所述第一負(fù)載敏感壓力補償閥8和第二負(fù)載敏感壓力補償閥9的閥芯開度，使鉆桿的轉(zhuǎn)速和變幅油缸2的進(jìn)給速度在設(shè)定值范圍內(nèi)。
[0041]顯然，本實用新型不限于以上優(yōu)選實施方式，還可在本實用新型權(quán)利要求和說明書限定的精神內(nèi)，進(jìn)行多種形式的變換和改進(jìn)，能解決同樣的技術(shù)問題，并取得預(yù)期的技術(shù)效果，故不重述。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本實用新型公開的內(nèi)容直接或聯(lián)想到的所有方案，只要在權(quán)利要求限定的精神之內(nèi)，也屬于本實用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種自動鉆進(jìn)液壓控制系統(tǒng)，至少具有第一壓力傳感器(I);變幅油缸(2);平衡閥(3);電比例溢流閥(4);第二壓力傳感器(5);驅(qū)動鉆桿旋轉(zhuǎn)的液壓馬達(dá)(6);液壓泵(7);第一負(fù)載敏感壓力補償閥(8);第二負(fù)載敏感壓力補償閥(9);控制器；檢測懸臂俯仰角度的角度檢測儀，其特征在于，所述液壓泵(7)的出油口與第一負(fù)載敏感壓力補償閥(8)、第二負(fù)載敏感壓力補償閥(9)的進(jìn)油口連通；第一負(fù)載敏感壓力補償閥(8)的第一工作油口與所述液壓馬達(dá)(6)的第一工作油口連通，第二工作油口與所述液壓馬達(dá)(6)的第二工作油口連通，回油口與回油管連通；第二負(fù)載敏感壓力補償閥(9)的第一工作油口與所述變幅油缸(2)的有桿腔、電比例溢流閥(4)的壓力油口及所述平衡閥(3)的控制油口連通，第二工作油口與平衡閥(3)的進(jìn)油口連通，回油口與回油管連通；所述平衡閥(3)的出油口與所述變幅油缸(2)的無桿腔連通；所述第一壓力傳感器(I)用于檢測變幅油缸(2)無桿腔的壓力；所述第二壓力傳感器(5)用于檢測變幅油缸(2)有桿腔的壓力；所述第一壓力傳感器(I)、第二壓力傳感器(5)、電比例溢流閥(4)、和角度檢測儀與所述控制器電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動鉆進(jìn)液壓控制系統(tǒng)，其特征在于，還具有溢流閥(10)，所述溢流閥(10)的進(jìn)油口與所述液壓泵(7)的出口連通，溢流閥(10)的出油口與回油管連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動鉆進(jìn)液壓控制系統(tǒng)，其特征在于，還具有第三壓力傳感器(11)，第三壓力傳感器(11)用于檢測第一負(fù)載敏感壓力補償閥(8)和第二負(fù)載敏感壓力補償閥(9)的進(jìn)油口液壓油壓力，第三壓力傳感器(11)、第一負(fù)載敏感壓力補償閥(8)和第二負(fù)載敏感壓力補償閥(9)與所述控制器電連接。
4.一種作業(yè)車，其特征在于，該作業(yè)車包括權(quán)利要求1?3任一項所述的自動鉆進(jìn)液壓控制系統(tǒng)。
【文檔編號】F15B11/16GK203702705SQ201420045818
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年1月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月24日
【發(fā)明者】童睿, 何利紅, 文二明, 聶新科 申請人:長沙金陽機械設(shè)備科技開發(fā)有限公司