CN101122233A - 履带自行式坑道钻机液压系统 - Google Patents

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殷新胜
姚宁平
姚克
田宏亮
凡东
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Abstract

本发明是一种履带自行式坑道钻机液压系统。现有技术中，全液压坑道钻机的搬迁主要依靠人工搬运或步履式机构短途移动，只能采用孔口动力回转钻进的方式，且采用手动变量的方式进行转速和扭矩的控制，存在控制滞后、控制精度低、液压系统效率低等问题。本发明履带自行式坑道钻机的液压系统，包括履带行走回路、动力头回转回路、给进起拔回路、钻机稳固回路、动力头主轴制动回路等，可以实现钻机的直线行走，拐弯、掉头，动力头的回转、给进，卡盘、夹持器与给进、起拔的联动，回转器主轴制动、给进油缸的浮动等功能，且采用了液压反馈控制系统和联动功能，因而钻机搬迁迅速、方便和劳动强度低、钻机钻探工艺适应性强和操作简单、系统节能。

Description

履带自行式坑道钻机液压系统
技术领域
本发明涉及钻探机械类，具体说是一种履带自行式坑道钻机液压系统。
背景技术
目前全液压坑道钻机的搬迁主要依靠人工搬运或步履式机构短途移动，只能采用孔口动力回转钻进的方式，且采用手动变量的方式进行转速和扭矩的控制，存在控制滞后、控制精度低、液压系统效率低等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有操纵方便、控制精度高、反应快的履带自行式坑道钻机液压系统。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
履带自行式坑道钻机液压系统，包括钻机支撑稳固油缸18、左、右行走马达6、7、动力头马达8、给进油缸9、卡盘26、夹持器34，其特殊之处在于：所述的液压系统的液压回路为：
一组两联泵，其输入端分别经吸油滤油器2和副吸油滤油器14连接油箱；
其中主油泵3的输出端经管道连接主多路换向阀5，所述的主多路换向阀5前两联管路与控制左、右行走马达6、7连接，用来控制行走马达，第三联管路与动力头马达8回转连接，用于控制动力头马达回转，第四联管路与给进油缸9连接，用于控制给进油缸；
其副油泵13的输出端经过副泵分流功能转换阀15，分别进入用于控制支撑稳固油缸18的副多路换向阀17，和用于控制给进油缸9的钻进操作换向阀29；
在给进油缸9的输入端并联起下钻功能转换阀35，其输出端经液控换向阀39分别与卡盘26、主油路板中32的液控单向阀和液控节流阀36连接，可实现卡盘26和夹持器34与给进油缸的联动功能；
在动力头马达8的两端，分别经单向阀后与卡盘26相连接，实现动力头马达回转和卡盘之间的联动。
上述的主油泵3为负载敏感泵。
上述的副油泵13为恒压式变量泵。
上述的主多路换向阀5具备负载反馈功能。
上述的主多路换向阀5为四联多路换向阀，其中给进油缸9控制联为O型机能，其余为Y型机能。
上述的主多路换向阀5中控制左、右行走马达6、7的两联设有定差减压阀。
上述的给进油缸9的两端并联液控通断节流阀41。
上述的起下钻功能转换阀35的两输出端分别串联液控通断阀39。
上述的钻进操作换向阀与给进油缸9的两端连接，为中位机能为O型机能的三位四通阀。
本发明相对于现有技术的优点如下：把负载敏感技术、恒压变量技术和液压远控应用本钻机液压系统，具有操纵方便、节能、控制方便、控制精度高、反应快等特点。
附图说明
图1为履带自行式坑道钻机液压系统原理图；
标号说明：
1-电动机；2-主泵吸油滤油器；3-主油泵；4-主泵系统压力表；5-主多路换向阀；6-左行走马达；7-右行走马达；8-动力头马达；9-给进油缸；10-冷却器；11-主回油过滤器；12-回油压力表；13-副油泵；14-副吸油滤油器；15-副泵分流功能转换阀；16-副泵系统压力表；17-副多路换向阀；18-支撑稳固油缸；19-液压锁；20-远控阀；21-安全阀；22-溢流阀；23-减压阀；24-钻进方式功能转换阀；25-给进压力表；26-卡盘；27-抱紧装置；28-精滤油器；29-钻进操作换向阀；30-冷却器；31-副回油滤油器；32-主油路板；33-夹转联动功能转换阀；34-夹持器；35-起下钻功能转换阀；36-液控节流阀；37-截止阀；38-起拔压力表；39-液控换向阀；40-液控通断阀；41-液控通断节流阀。
具体实施方式
本发明是选择性能先进的负载敏感泵和恒压变量泵组成本系统的动力装置，并应用了液控换向阀和远程控制技术，并利用多种阀之间的连接关系组成联动动作，以适应不同的钻进操作。
本发明采用了负载敏感泵3和具备负载反馈功能的多路换向阀5。其中配有定差减压阀的前两联用于控制行走马达6、7，实现钻机的直线行走、拐弯、掉头等功能。第三联用于控制动力头动力头马达26，第四联控制给进油缸的快速移动。其中负载敏感阀用远控阀20来控制。
本系统还采用了具有恒压变量的副油泵13，可以通过副多路换向阀17，实现对支撑稳固油缸的调节。同时还能给给进油缸9供油。
在给进油缸9的两端并联液控通断节流阀41，可实现油缸的浮动。
在起下钻功能转换阀的输出端串联液控通断阀40，实现卡盘26的回油。
参见图1，液压系统双泵开式液压系统，其工作原理如下：
电动机1启动后，主油泵3经主泵吸油滤油器2吸入低压油，输出的高压油进入主多路换向阀5，主泵系统压力表4指示主油泵3的压力。主多路换向阀5由四联组成，左起第一联控制左行走马达6的正转、反转和停止；左起第二联控制右行走马达7的正转、反转和停止；右起第二联控制动力头马达8的正转、反转和停止；右起第一联控制给进油缸9的前进、后退和停止。四联阀都处于中位时，主油泵卸荷，动力头马达8和给进油缸9处于浮动状态，行走马达6、7自行制动。主油泵回油经冷却器10和主回油滤油器11回到油箱，回油压力表12指示回油压力。副油泵13经副吸油滤油器14吸入低压油，输出的高压油至副泵分流功能转换阀15，副泵系统压力表16指示副泵压力。该阀置于前位，副泵高压油至副多路换向阀17，副多路换向阀17由八联组成，分别控制八只支撑稳固油缸18的伸、缩、停，其稳固压力靠液压锁19保持。九联阀都处于中位时，副泵卸荷。副泵分流功能转化阀15置于后位，高压油进入安全阀21、溢流阀22、减压阀23，限定或调节副泵给进压力，钻进方式功能转换阀24置于中位时，副泵卸荷。钻进方式转换阀24置于前位时，为副泵溢流给进，此时副泵的压力油全部进入给进回路，通过调节溢流阀22来控制给进压力的大小，其值由给进压力表25指示。钻进方式转换阀24置于后位，为减压给进。卡盘26的供油压力与马达工作压力相同，卡盘卡紧力稍显不够，从而引起钻杆打滑。为确保卡盘可靠地卡紧钻杆，将钻进方式功能转换阀24置于后位，并将溢流阀22关闭，使副泵的压力油分为两路，此操作也是实现采用孔底马达钻进时，向抱紧装置27供油使回转器制动：一路直接进入液压卡盘，使卡盘的工作压力为副泵的系统压力，保证卡盘可靠地卡紧钻杆；另一路经减压阀23进入给进回路，用减压阀23调节给进压力的大小。副泵回油经冷却器30和副回油滤油器31直接回到油箱。
动力头马达8回转时，回转油路的一部分高压油经主油路板32中的单向阀组和精滤油器28后进入卡盘26，使卡盘自动夹紧。此外，当夹转联动功能转换阀33置于联动位置时，驱动动力头马达8的压力油还可再分一部分进入夹持器34使之松开。
液压卡盘的松开由主油路板32中的一组串联的液控单向阀和节流阀来控制。当需要液压卡盘松开时，由来自给进或起拔回路的压力控制油打开回油单向阀，使液压卡盘泄油松开。
钻进操作换向阀29为三位四通阀，通过该阀可以实现正常钻进过程中给进油缸9的给进、停止与起拔。其中给进、起拔压力分别由给进压力表25、起拔压力表38显示。
起下钻功能转换阀35为三位四通阀，通过该阀可以改变液压卡盘、夹持器与给进油缸的联动方式。起、下钻时先将联动转换阀置于相应位置即起钻或下钻位，然后同向操作钻进操作换向阀29的手把，即可协调地控制液压卡盘、夹持器的开合动作与给进油缸的前后移动动作，完成起、下钻作业。在给进油缸的出油管上串联一个液控节流阀36，用于调节油缸的背压。起下钻功能转换阀35出口串联液控换向阀，用于卡盘、夹持器与给进油缸9的协调动作。
夹转联动功能转换阀33用于控制卡盘、夹持器与给进油缸、马达的联动和分离。夹转联动功能转换阀33置于下位，卡盘、夹持器与油马达联动夹转联动。联动功能转换阀33处于上位，夹转联动分离，卡盘、夹持器与给进油缸联动。联动功能转换阀33置于中位，夹持器油路处于关闭状态。截止阀37为夹持器关闭阀，可以保持夹持器的常开状态。
本发明履带自行式坑道钻机的液压系统采用了液压反馈控制系统和联动功能，因而钻机搬迁迅速、方便和劳动强度低、钻机钻探工艺适应性强和操作简单、系统节能。

Claims (9)

1.履带自行式坑道钻机液压系统，包括钻机支撑稳固油缸(18)、左、右行走马达(6)(7)、动力头马达(8)、给进油缸(9)、卡盘(26)、夹持器(34)，其特征在于：所述的液压系统的液压回路为：
一组两联泵，其输入端分别经吸油滤油器(2)和副吸油滤油器(14)连接油箱；
其中主油泵(3)的输出端经管道连接主多路换向阀(5)，所述的主多路换向阀(5)前两联管路与控制左、右行走马达(6)(7)连接，用来控制行走马达，第三联管路与动力头马达(8)回转连接，用于控制动力头马达回转，第四联管路与给进油缸(9)连接，用于控制给进油缸；
其副油泵(13)的输出端经过副泵分流功能转换阀(15)，分别进入用于控制支撑稳固油缸(18)的副多路换向阀(17)，和用于控制给进油缸(9)的钻进操作换向阀(29)；
在给进油缸(9)的输入端并联起下钻功能转换阀(35)，其输出端经液控换向阀(39)分别与卡盘(26)、主油路板中(32)的液控单向阀和液控节流阀(36)连接，可实现卡盘(26)和夹持器(34)与给进油缸的联动功能；
在动力头马达(8)的两端，分别经单向阀后与卡盘(26)相连接，实现动力头马达回转和卡盘之间的联动。
2.根据权利要求1所述的履带自行式钻机的液压系统，其特征在于：所述的主油泵(3)为负载敏感泵。
3.根据权利要求1所述的履带自行式钻机的液压系统，其特征在于：所述的副油泵(13)为恒压式变量泵。
4.根据权利要求1所述的履带自行式钻机的液压系统，其特征在于：所述的主多路换向阀(5)具备负载反馈功能。
5.根据权利要求1所述的履带自行式钻机的液压系统，其特征在于：所述的主多路换向阀(5)为四联多路换向阀，其中给进油缸(9)控制联为O型机能，其余为Y型机能。
6.根据权利要求1所述的履带自行式钻机的液压系统，其特征在于：所述的主多路换向阀(5)中控制左、右行走马达(6)(7)的两联设有定差减压阀。
7.根据权利要求1所述的履带自行式钻机的液压系统，其特征在于：给进油缸(9)的两端并联液控通断节流阀(41)。
8.根据权利要求1所述的履带自行式钻机的液压系统，其特征在于：起下钻功能转换阀(35)的两输出端分别串联液控通断阀(39)。
9.根据权利要求1所述的履带自行式钻机的液压系统，其特征在于：钻进操作换向阀与给进油缸(9)的两端连接，为中位机能为O型机能的三位四通阀。
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