CN102877783B - 旋挖钻机及其回转液压系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桩工机械技术领域，公开了一种旋挖钻机及其回转液压系统。所述回转液压系统包括主换向阀、回转马达、第一油路、第二油路和第三油路；所述主换向阀的两个工作油口分别通过第一油路和第二油路接于所述回转马达的两个工作油口，并且所述第一油路处于进油状态时，所述回转马达驱动回转支承正转，所述第二油路处于进油状态时，所述回转马达驱动回转支承反转；所述第三油路的入油端接于动力头正转压力油油路，所述第三油路的出油端接于所述第二油路。本发明实施例提供的一种用于旋挖钻机的回转液压系统提高了回转支承的制动力矩，避免了回转失效；另外，该回转液压系统可在任何位置提高回转支承的制动能力，并且无需自制底盘。

Description

旋挖钻机及其回转液压系统

技术领域

本发明涉及桩工机械技术领域，特别涉及一种旋挖钻机及其回转液压系统。

背景技术

回转机构是旋挖钻机最重要的工作部件之一，它由液压马达、减速机和回转支承等组成。在工作过程中，发动机旋转带动主泵输出液压能并传递给回转马达，吸收液压能的回转马达高速运转并通过减速机和回转齿圈减速后，最终将动力传递给上车，从而实现旋挖钻机上车部分相对于下车底盘的旋转。

目前，旋挖钻机大多使用挖机用底盘，由于旋挖钻机的整机重量远大于同种底盘的挖掘机，挖掘机专用的回转机构在旋挖钻机的工况下经常暴露很多问题，其中最主要的是旋挖钻机在大径、深孔钻进过程中，容易出现回转机构制动力不足进而导致的回转发生偏移问题，这严重影响了成桩质量。

在现有技术中，一般采用以下几种方案解决此问题：方案一、采用双马达减速机，即使用两个回转马达减速机总成，从而提高回转制动力矩；方案二、采用外置摩擦片，即参考减速机摩擦片制动方式，将摩擦片外置，从而能保证在摩擦片作用范围内提高制动力；方案三、采用插销装置，即在上车部分增加插销油缸，在下车支架安装销孔，通过上车插销油缸的作用，将销轴插入下车销孔中，实现锁死。

方案一的主要缺点是需要底盘自制，由于同型号底盘的挖掘机重量较轻，回转马达一般采用单马达减速机能满足要求，因此，这种方案导致旋挖钻机的底盘必须自制，无法借用挖机底盘，通用性变差，且双马达减速机所增加的成本也较高。

方案二的主要缺点是回转机构只能在摩擦片作用的范围内进行制动，即无法在任意位置制动，而旋挖钻机在施工时经常会因空间和位置原因而在任何回转位置施工，这样不便于操作。

方案三的主要缺点与方案二类似，这种方案只能在有销孔的位置进行制动，要求操作精度很高，且不易实现自动控制。

因此，如何针对现有的旋挖钻机的回转制动方式进行改进，以便更加适应使用需要，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种旋挖钻机及其回转液压系统，以解决现有的回转制动方式要么需要自制底盘要么无法在任何位置增加制动力的问题。

一方面，本发明提供了一种用于旋挖钻机的回转液压系统，所述回转液压系统包括主换向阀、回转马达、第一油路、第二油路和第三油路；所述主换向阀的两个工作油口分别通过所述第一油路和所述第二油路接于所述回转马达的两个工作油口，并且所述第一油路处于进油状态时，所述回转马达驱动回转支承正转，所述第二油路处于进油状态时，所述回转马达驱动回转支承反转；所述第三油路的入油端接于动力头正转压力油油路，所述第三油路的出油端接于所述第二油路。

进一步地，所述第一油路和所述第二油路上设置有平衡阀。

进一步地，所述平衡阀中设置有补油阀。

进一步地，所述主换向阀的中位机能为O型。

进一步地，所述第三油路上设置有单向阀。

进一步地，所述第三油路上设置有减压阀。

进一步地，所述第三油路上设置有换向阀，该换向阀至少具有通断两种状态。

进一步地，所述换向阀为两位两通阀。

进一步地，所述两位两通阀在连通状态下的油路中设置有节流孔。

另一方面，本发明还提供一种旋挖钻机，所述旋挖钻机设置有上述任一项所述的回转液压系统。

当动力头正转处于钻进工况下时，负载增大将造成动力头的输出扭矩随之增大，由此传递至旋挖钻机上车的反作用力也随之增大，进而使回转支承有转动的趋势，当该反作用力大于回转支承的制动力时，将造成回转制动失效，但对于本发明提供的一种回转液压系统而言，在钻进工况下，动力头正转时的压力油可通过第三油路达到回转马达的反转油口，造成回转马达反转憋压，进而产生反转力矩，从而对抗动力头正转传递给回转支承的力矩，这样提高了回转支承的制动力矩，避免了回转失效（锁不住）；另外，从上述可知，该回转液压系统可在任何位置提高回转支承的制动能力，而且无需自制底盘。

本发明提供的一种旋挖钻机设置有上述的回转液压系统，由于上述的回转液压系统具有上述技术效果，因此，该旋挖钻机也具有相应的技术效果。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的一种用于旋挖钻机的回转液压系统的结构示意图；

符号说明：

1  主换向阀

2  平衡阀

3  回转马达

4  回转制动缸

5  回转支承

6  换向阀

7  减压阀

8  单向阀

21 第一单向阀

22 第二单向阀

01 第一油路

02 第二油路

03 第三油路

具体实施方式

应当指出，本部分中对具体结构的描述及描述顺序仅是对具体实施例的说明，不应视为对本发明的保护范围有任何限制作用。此外，在不冲突的情形下，本部分中的实施例以及实施例中的特征可以相互组合。

请参考图1，图1为本发明实施例提供的一种用于旋挖钻机的回转液压系统的结构示意图，下面将参考附图对本发明实施例作详细说明。

如图所示，该实施例的回转液压系统主要包括主换向阀1、回转马达3、第一油路01和第二油路02等。

其中，主换向阀1的进油口P通过油路接于液压泵（图未示出）的出油口，主换向阀1的回油口T通过油路接于油箱（图未示出），主换向阀1的两个工作油口A和B分别通过第一油路01和第二油路02接于回转马达3的两个油口，回转马达3的动力输出轴通过减速机等与回转支承5的齿圈驱动连接，回转制动缸4用于为回转支承5提供制动力，在工作过程中，控制主换向阀1的工作位置，改变第一油路01和第二油路02的进回油状态，可实现回转马达3的正转或者反转，进而控制回转支承5的正转或反转，具体而言，当第一油路01处于进油状态、第二油路02出回油状态时，回转马达3驱动回转支承5正转（从俯视旋挖钻机的角度而言为顺时针方向），当第一油路01处于回油状态、第二油路02处于进油状态时，回转马达3驱动回转支承5反转，若回转制动缸4的活塞杆伸出，则回转支承5停止转动，有关回转支承5与回转马达3和回转制动器之间的机械连接结构可参见现有技术的相关描述，在此不再展开。

第三油路03的入油端接于动力头正转压力油油路（图未示出），出油端接于第二油路02，即在工作过程中，当动力头正转（从服饰旋挖钻机的角度而言为顺时针方向）处于钻进工况时，动力头正转时的压力油（其压力与动力头的扭矩相对应）可通过第三油路03流至第二油路02，进而流至回转马达3的反转油口内。

下面结合具体的场景说明一下上述回转液压系统的工作原理及操控过程：

当旋挖钻机行驶至成桩地点后，可控制主换向阀1的工作位置，通过回转马达3带动回转支承5的齿圈转动一定角度，直至旋挖钻机上车的钻杆对准成孔位置，然后通过动力头正转带动钻杆及钻筒向下钻进，在钻筒钻取土渣的过程中，负载的增大将造成动力头的输出扭矩跟着增大，由此传递至旋挖钻机上车的反作用力也跟着增大，但与此同时，反应当前动力头输出扭矩的动力头正转压力油通过第三油路03进入第二油路02，直至达到回转马达的反转油口，造成回转马达反转憋压，进而产生反转力矩，从而与回转制动缸4一同对抗动力头传递给回转支承5的力矩，这样提高了回转支承5的制动力矩，保证回转不会失效。

上述实施例中，优选地，第三油路03上还设置有换向阀6、减压阀7和单向阀8，换向阀6、减压阀7和单向阀8在第三油路03上的设置顺序不受限制，换向阀6至少具有通断两种状态，可实现第三油路03的通断，即在工作过程中，通过控制换向阀6的工作位置即可实现第二油路02与动力头正转压力油油路的连通或者断开，减压阀7可实现将动力头正转压力油油路的压力调节至第二油路所需的压力，单向阀8可防止第二油路02中的压力油通过第三油路03流至动力头侧的油路中；在其他实施例中，也可以根据需要在第三油路03上设置换向阀6、减压阀7和单向阀8中的任意一个或者任意两个，而将其他两个或者另一个设置于动力头正转液压油油路的输出端上或者予以省略；或者在其他实施例中，第三油路03的状态控制也可以采用其他方式实现，只要能够将动力头正转时的压力油通过第三油路03传递至回转马达3进而实现本发明的相应功能即可。另外，上述优选方案中，换向阀6可以采用两位两通阀（为了便于控制，优选电磁阀），更优选地，该两位两通阀在连通状态下的油路中还设置有节流孔，以便在动力头正转压力油油路在第二油路之间起缓冲作用，在其他情形下，换向阀6也可以采用两位三通阀等至少具有通断状态的液压阀。

上述各种实施例中，优选地，在第一油路01和第二油路02上还设置有平衡阀2，有关平衡阀的原理可参见现有技术的相关描述，在此不一一展开，更优选地，该平衡阀2内还设置有补油阀，如图所示，该补油阀由第一单向阀21和第二单向阀22组成，第一单向阀21和第二单向阀22的出油端分别接于第一油路01和第二油路02，入油端分别外接补油油路（图未示出），在工作过程中，在系统快速进油时，回转马达3的一侧容易形成真空，通过补油阀可避免因真空而出现损坏。在具体实施过程中，平衡阀2上设置有五个接油口，分别为A1、B1、A2、B2和S1（补油口），各油口的连接可参见图1所示。

上述各种实施例中，优选地，主换向阀1中位机能为O型的三位四通阀，即在第一工作位置，A口与P口相通，B口与T口相通，在第二工作位置（中位），A口、B口、P口和T口均截止，在第三工作位置，A口与T口相通，B口与P口相通。

综上，本发明实施例提供的一种用于旋挖钻机的回转液压系统提高了回转支承的制动力矩，避免了回转失效（锁不住）；另外，该回转液压系统可在任何位置提高回转支承的制动能力，而且无需自制底盘。

本发明实施例还提供了一种旋挖钻机，该旋挖钻机设置有上述的回转液压系统，由于上述的回转液压系统具有上述技术效果，因此，该旋挖钻机也应具备相应的技术效果，其具体实施过程与上述实施例类似，兹不赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种回转液压系统，用于旋挖钻机，其特征在于：

所述回转液压系统包括主换向阀（1）、回转马达（3）、第一油路（01）、第二油路（02）和第三油路（03）；

所述主换向阀（1）的两个工作油口分别通过所述第一油路（01）和所述第二油路（02）接于所述回转马达（3）的两个工作油口，并且所述第一油路（01）处于进油状态时，所述回转马达（3）驱动回转支承（5）正转，所述第二油路（02）处于进油状态时，所述回转马达（3）驱动回转支承（5）反转；

所述第三油路（03）的入油端接于动力头正转压力油油路，所述第三油路（03）的出油端接于所述第二油路（02）。

2.如权利要求1所述的回转液压系统，其特征在于：所述第一油路（01）和所述第二油路（02）上设置有平衡阀（2）。

3.如权利要求2所述的回转液压系统，其特征在于：所述平衡阀（2）中设置有补油阀。

4.如权利要求1所述的回转液压系统，其特征在于：所述主换向阀（1）的中位机能为O型。

5.如权利要求1至4任一项所述的回转液压系统，其特征在于：所述第三油路（03）上设置有单向阀（8）。

6.如权利要求1至4任一项所述的回转液压系统，其特征在于：所述第三油路（03）上设置有减压阀（7）。

7.如权利要求1至4任一项所述的回转液压系统，其特征在于：所述第三油路（03）上设置有换向阀（6），该换向阀（6）至少具有通断两种状态。

8.如权利要求7所述的回转液压系统，其特征在于：所述换向阀（6）为两位两通阀。

9.如权利要求7所述的回转液压系统，其特征在于：所述两位两通阀在连通状态下的油路中设置有节流孔。

10.一种旋挖钻机，其特征在于：所述旋挖钻机设置有权利要求1至9任一项所述的回转液压系统。