CN102747949A - 一种潜孔钻机快速推进液压控制回路 - Google Patents

Abstract

一种潜孔钻机快速推进液压控制回路，所述第一多路换向阀与推进马达连接，所述第二多路换向阀与所述液控选择阀连接，所述液控选择阀与所述推进马达和回转马达连接，所述液控选择阀的液控口与推进回转逻辑控制块的输出端连接，所述第一多路换向阀和第二多路换向阀通过所述推进回转逻辑控制块与推进先导手柄和回转先导手柄连接,所述双联负载敏感变量泵组通过所述推进回转逻辑控制块与远程调控溢流阀连接,本发明有效提高接杆空提和卸杆空推两种工况下动力头推进速度，缩短钻孔作业循环时间，提高作业综合时间效率。

Description

一种潜孔钻机快速推进液压控制回路

技术领域

本发明涉及一种潜孔钻进快速推进液压控制回路。

背景技术

一体化液压潜孔钻机因其作业孔径大、钻孔深度深、关键作业、调整定位及行走动作集成液压控制和先导操控等优点，广泛应用于冶金、矿山、建材、铁路、水电建设、国防施工及土石方等露天工程的爆破孔钻凿。一体化液压潜孔钻机关键凿岩作业动作、接卸钎动作、调整定位及行走动作的控制采用液压控制和先导操控，液压动力单元采用双联柱塞恒功率负载敏感泵组+泵组排量控制块，控制单元采用两个三位六通开中心多路阀组，关键凿岩作业及接卸钎动作动力头推进和回转的控制分别独立应用双联柱塞泵组中的一个泵和两多路阀中的一片阀。考虑到行走控制回路的简单可靠性，两个行走马达同样分别独立应用双联柱塞泵组中的一个泵和两多路阀中的一片阀，双联柱塞泵组中的两个泵完全一致，两个多路阀也完全一致,但采用这种方式，动力头推进动作速度的控制存在一定的局限性，尤其是接杆工况下动力头上提、卸杆工况下动力头下推等速度偏慢，制约了钻孔作业效率。在钎杆、钎头及冲击器提出成孔时，推进和回转分别独立负载敏感变量控制，此时并不需要太快的上提速度；而接杆动力头空提和卸杆动力头空推两种工况，需要较高的推进或上提速度，以减少作业循环时间；因此亟需设计一个更加符合工况需求的液压控制回路控制动力头推进和回转。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足而提供一种有效提高接杆空提和卸杆空推两种工况下动力头推进速度，缩短钻孔作业循环时间，提高作业综合时间效率的潜孔钻机快速推进液压控制回路。

一种潜孔钻机快速推进液压控制回路，包括双联负载敏感变量泵组、排量控制块、第一多路换向阀、第二多路换向阀、推进马达、回转马达、左行走马达、右行走马达和油箱，所述双联负载敏感变量泵组与所述油箱连接，所述排量控制块控制所述双联负载敏感变量泵组中P1泵和P2泵的排量，所述第一多路换向阀控制推进马达和左行走马达，所述第二多路换向阀控制回转马达和右行走马达，所述第一多路换向阀与推进马达连接，所述第二多路换向阀与所述液控选择阀连接，所述液控选择阀与所述推进马达和回转马达连接，所述液控选择阀的液控口与推进回转逻辑控制块的输出端连接，所述第一多路换向阀和第二多路换向阀通过所述推进回转逻辑控制块与推进先导手柄和回转先导手柄连接,所述双联负载敏感变量泵组通过所述推进回转逻辑控制块与远程调控溢流阀连接。

本发明中，所述推进回转逻辑控制块包括第一两位三通电磁换向阀、第二两位三通电磁换向阀、两位三通液控换向阀、两位两通液控换向阀、第一梭阀、第二梭阀和第三梭阀，所述第一梭阀的一端分别与液控选择阀的液控口和两位三通液控换向阀的液控口连接，所述第一梭阀另一端分别与所述第一两位三通电磁换向阀的进油端和第三梭阀的一端连接，所述第三梭阀的另一端与所述回转先导手柄的反转端连接，所述第三梭阀的第三端与所述第二多路换向阀组的上端连接，所述第一梭阀的第三端分别与所述第二两位三通电磁换向阀的进油端和第二梭阀的一端连接，所述第二梭阀的另一端连接所述回转先导手柄的正转端，所述第二梭阀的第三端与所述第二多路换向阀组的下端连接，所述推进先导手柄的上提端分别与所述第一两位三通电磁换向阀的另一进油端和第一多路换向阀的上端连接，所述推进先导手柄的下推端分别与所述第二两位三通电磁换向阀的另一进油端和两位三通液控换向阀的进油端连接，所述两位三通液控换向阀的出口端与两位两通液控换向阀的液控口连接，所述两位两通液控换向阀的进油端与所述P1泵的负载敏感变量口连接，所述两位两通液控换向阀的回油端与所述远程调控溢流阀连接后与回油口连接，所述第一两位三通电磁换向阀的回油端、第二两位三通电磁换向阀的回油端和两位三通液控换向阀的回油端与回油口连接。

本发明中，所述液控选择阀为三位六通液控选择阀。

本发明中，所述多路换向阀组为开中心三位六通多路换向阀组。

由于采取以上技术方案，本发明具有如下优点：

1、本发明有效提高了一体化液压潜孔钻机接杆空提和卸杆空推两种工况下的动力头推进速度，缩短钻孔作业循环时间，提高了作业综合时间效率；

2、本发明充分分析一体化液压潜孔钻机全工况下（钻孔、成孔提杆、接卸杆）动力头推进和回转控制的流量需求，接杆空提和卸杆空推两种工况下将多路阀回转联所控流量通过液压逻辑控制回路合流至推进联；

3、本发明在一体化液压潜孔钻机在钻孔作业过程中，通过远程调控推进子回路主泵负载敏感变量口，实现恒压推进控制，系统无溢流损失。

4、本发明保留了一体化液压潜孔钻机原系统泵组配置功率小、行走控制简易可靠等优点。

附图说明

图1是本发明的原理图。

图2是本发明推进回转逻辑控制块原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，包括潜孔钻机动力头推进、回转和行走控制液压主回路和快速推进液压控制回路，所述潜孔钻机动力头推进、回转和行走控制液压主回路包括双联负载敏感变量泵组1、排量控制块2、第一多路换向阀3、第二多路换向阀4、推进马达5、回转马达6、左行走马达7、右行走马达8、油箱14。其中排量控制块2包括第一可调节流阀21、第二可调节流阀22、第一两位两通电磁换向阀23、第二两位两通电磁换向阀24、第一阻尼孔25和第二阻尼孔26，排量控制块2用于调节两个泵的排量；第一多路换向阀3用于控制推进马达5、左行走马达7，第二多路换向阀4用于控制回转马达6、右行走马达8。

快速推进液压控制回路包括三位六通液控选择阀9、推进回转逻辑控制块10、远程调控溢流阀11、推进先导手柄12、回转先导手柄13，推进回转逻辑控制块10由第一两位三通电磁换向阀101、第二两位三通电磁换向阀102、两位三通液控换向阀103、两位两通液控换向阀104、第一梭阀105、第二梭阀106和第三梭阀107。三位六通液控选择阀9用于控制第二多路换向阀4回转联与回转马达6或与推进马达5的连通，三位六通液控选择阀9处于常位时，控制第二多路换向阀4与回转马达6连通，处于换向位时控制第二多路换向阀4与推进马达5连通。当接杆空提或卸杆空推工况时，动力头回转手柄处于中位，两位三通电磁换向阀101或102电磁铁得电，推进先导手柄12控制油路控制第一多路换向阀3推进联动作，并通过第一梭阀105控制三位六通液控选择阀9换向，通过第二梭阀106或第三梭阀107控制第二多路换向阀4回转联与第一多路换向阀3推进联同向动作，第二多路换向阀4回转联所控流量通过三位六通液控选择阀9合流至推进子回路；同时控制两位三通换向阀103换向，使两位两通液控换向阀104复位，切断主泵负载敏感口与其远程控制溢流阀11的连接，使得推进控制不受主泵远程控制溢流阀11设定压力的限制。通过上述逻辑，实现动力头快速推进自动液压逻辑控制，提高接杆空提和卸杆空推两种工况下的动力头推进速度。

当凿岩推进和成孔后钎杆提出两种工况下，第一两位三通电磁换向阀101和第二两位三通电磁换向阀102失电，双联负载敏感变量泵组1分别独立控制推进马达5和回转马达6。其中凿岩工况下，通过推进先导手柄12下推位输出先导压力控制两位两通液控换向阀104换向，连通P1泵负载敏感变量口与远程控制溢流阀11，实现推进远程调压和恒压推进控制；既保证钻头充分接触孔底岩层，又不至于因推进力过大而致使回转阻力过大引起卡钻，且此控制回路，系统无溢流损失。

所述三位六通液控选择阀9也可以是由其它液控阀组成的能够实现液控油路选择换向功能的阀组；

所述两位三通液控换向阀103所控制油路，即两位两通液控换向阀104先导油也可以引自推进主油路；

所述推进马达5也可以是推进油缸，执行机构的选择不影响本发明的本质内容和创新性。

工作时：

1、凿岩钻孔作业控制

双联负载敏感变量泵组1分别独立控制推进马达5和回转马达6，其中P1泵通过第一多路换向阀3控制推进马达5，泵P2通过第二多路换向阀4控制回转马达6。此工况下，排量控制块2中电磁换向阀23、24失电，第一可调节流阀21和第二可调节流阀22分别用于控制P1泵、P2泵的排量；推进回转逻辑控制块10中第一两位三通电磁换向阀101和第二两位三通电磁换向阀102失电处于左位，第一梭阀105卸荷，三位六通液控选择阀9处于常位，第二梭阀106和第三梭阀107所控油液由回转先导手柄13处于正转或反转位操控。

钻孔作业时，操控回转先导手柄13处于正转位，先导油经推进回转逻辑控制块10控制第二多路换向阀4回转联处于下位，回转联处于下位时，第二多路换向阀4的压力油P口通A1口，压力油P口与回转马达A口连通，实现回转马达6正转控制，本文界定回转马达6A口进油为凿岩正转方向。操控推进先导手柄12处于下推位，先导油经推进回转逻辑控制块10控制第一多路换向阀组3推进联处于下位，第一多路换向阀组3的压力油P口通A1口，压力油P口与推进马达A口连通，实现推进马达5下推控制，本文界定推进马达5A口进油为凿岩下推方向。同时，第一梭阀105所控两位三通液控换向阀103处于常位左位，推进先导手柄12的先导油经两位三通液控换向阀103控制两位两通液控换向阀104换向，联通泵组P1泵负载敏感变量口与远程调控溢流阀11，实现凿岩钻孔作业工况下，推进子回路主泵P1流量减压式恒压输出控制，既保证钻头充分接触孔底岩层，又不至于因推进力过大而致使回转阻力过大引起卡钻，且系统无溢流损失。

2、成孔提杆控制

双联负载敏感变量泵组1分别独立控制上提和回转，其中P1泵通过第一多路换向阀组3控制推进马达5，P2泵通过第二多路换向阀4控制回转马达6；此工况下，排量控制块2中第一电磁换向阀23和第二电磁换向阀24失电，第一可调节流阀21和第二可调节流阀22分别用于控制泵组P1泵和P2泵的排量；推进回转逻辑控制块10中第一两位三通电磁换向阀101和第二两位三通电磁换向阀102失电处于左位，第一梭阀105卸荷，三位六通液控选择阀9处于常位，第二梭阀106和第三梭阀107所控油液由回转先导手柄13处于正转或反转位操控。成孔提杆时，回转先导手柄13处于正转位，先导油经推进回转逻辑控制块10控制第二多路换向阀组4回转联处于下位，压力油P口通A1口，压力油P口与回转马达6A口连通，实现回转马达正转控制；操控推进先导手柄12处于上提位，先导油经推进回转逻辑控制块10控制第一多路换向阀3推进联处于上位，压力油P口通B1口，压力油P口与推进马达5B口连通，实现推进马达5上提控制，本文界定推进马达5B口进油为上提方向；同时，推进先导手柄12处于上提位，第一梭阀105所控两位三通液控换向阀103处于常位左位，所控两位两通液控换向阀104处于常位，切断泵组P1泵负载敏感变量口与远控溢流阀11的连接，使得动力头上提控制不受主泵远控溢流阀设定压力的限制。

3、动力头接杆上提控制

前根钻杆钻进完成后，动力头与钻杆脱离并快速上提，准备加接另一根钻杆。此工况下，回转先导手柄13处于中位，推进先导手柄12处于上提位，推进回转逻辑控制块10中第一两位三通电磁换向阀101和第二两位三通电磁换向阀102得电处于右位，推进先导手柄12所控先导油一路推进回转逻辑控制块控制第一多路换向阀3推进联处于上位，压力油P口通B1口；一路经第一两位三通电磁换向阀101、第三梭阀107控制第二多路换向阀组4处于上位，压力油P口通B1口；一路经第一两位三通电磁换向阀101、第一梭阀105控制三位六通液控选择阀9处于左位（换向位），第一多路换向阀3的A1和B1口连通，第二多路换向阀4的A1和B1口连通，第二多路换向阀4所控主油路流量合流至第一多路换向阀3所控推进主油路。同时，第一梭阀105后引一路先导油控制两位三通液控换向阀103换向处于右位，控制两位两通液控换向阀104处于常位，切断泵组P1泵负载敏感变量口与远程调控溢流阀11的链接，接杆空提控制不受P1泵远程调控溢流阀设定压力限制。

4、动力头卸杆下推控制

成孔提杆完成，所提钻杆放于钻杆库后，动力头与钻杆脱离并快速下推，准备接卸后一根钻杆。此工况下，回转先导手柄13处于中位，推进先导手柄12处于下推位，推进回转逻辑控制块中第一两位三通电磁换向阀101和第二两位三通电磁换向阀102得电处于右位，推进先导手柄12所控先导油一路推进回转逻辑控制块10控制第一多路换向阀组3推进联处于下位，压力油P口通A1口；一路经第二两位三通电磁换向阀102、第二梭阀106控制第二多路换向阀组4处于下位，压力油P口通A1口；一路经第二两位三通电磁换向阀102、第一梭阀105控制三位六通液控选择阀9处于左位（换向位），第一多路换向阀组3A1和B1口连通，第二多路换向阀组4A1和B1口连通，第二多路换向阀4所控主油路流量合流至第一多路换向阀3所控推进主油路。同时，第一梭阀105后引一路先导油控制两位三通液控换向阀103换向处于右位，控制两位两通液控换向阀104处于常位，切断泵组P1泵负载敏感变量口与远程调控溢流阀11的链接，卸杆空推控制不受P1泵远程调控溢流阀设定压力限制。

Claims (4)

1.一种潜孔钻机快速推进液压控制回路，包括双联负载敏感变量泵组、排量控制块、第一多路换向阀、第二多路换向阀、推进马达、回转马达、左行走马达、右行走马达和油箱，所述双联负载敏感变量泵组与所述油箱连接，所述排量控制块控制所述双联负载敏感变量泵组中P1泵和P2泵的排量，所述第一多路换向阀控制推进马达和左行走马达，所述第二多路换向阀控制回转马达和右行走马达，其特征在于：所述第一多路换向阀与推进马达连接，所述第二多路换向阀与所述液控选择阀连接，所述液控选择阀与所述推进马达和回转马达连接，所述液控选择阀的液控口与推进回转逻辑控制块的输出端连接，所述第一多路换向阀和第二多路换向阀通过所述推进回转逻辑控制块与推进先导手柄和回转先导手柄连接,所述双联负载敏感变量泵组通过所述推进回转逻辑控制块与远程调控溢流阀连接。

2.根据权利要求1所述的潜孔钻机快速推进液压控制回路，其特征在于：所述推进回转逻辑控制块包括第一两位三通电磁换向阀、第二两位三通电磁换向阀、两位三通液控换向阀、两位两通液控换向阀、第一梭阀、第二梭阀和第三梭阀，所述第一梭阀的一端分别与液控选择阀的液控口和两位三通液控换向阀的液控口连接，所述第一梭阀另一端分别与所述第一两位三通电磁换向阀的进油端和第三梭阀的一端连接，所述第三梭阀的另一端与所述回转先导手柄的反转端连接，所述第三梭阀的第三端与所述第二多路换向阀的上端连接，所述第一梭阀的第三端分别与所述第二两位三通电磁换向阀的进油端和第二梭阀的一端连接，所述第二梭阀的另一端连接所述回转先导手柄的正转端，所述第二梭阀的第三端与所述第二多路换向阀的下端连接，所述推进先导手柄的上提端分别与所述第一两位三通电磁换向阀的另一进油端和第一多路换向阀的上端连接，所述推进先导手柄的下推端分别与所述第二两位三通电磁换向阀的另一进油端和两位三通液控换向阀的进油端连接，所述两位三通液控换向阀的出口端与两位两通液控换向阀的液控口连接，所述两位两通液控换向阀的进油端与所述P1泵的负载敏感变量口连接，所述两位两通液控换向阀的回油端与所述远程调控溢流阀连接后与回油口连接，所述第一两位三通电磁换向阀的回油端、第二两位三通电磁换向阀的回油端和两位三通液控换向阀的回油端与回油口连接。

3.根据权利要求1或2所述的潜孔钻机快速推进液压控制回路，其特征在于：所述液控选择阀为三位六通液控选择阀。

4.根据权利要求3所述的潜孔钻机快速推进液压控制回路，其特征在于：所述多路换向阀为开中心三位六通多路换向阀。

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