CN106438526A - 一种电比例控制式凿岩机冲击压力自动控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电比例控制式凿岩机冲击压力自动控制系统，包括液压泵、减压阀、电比例压力阀、压力补偿阀、推进缸、换向阀和冲击机构，液压泵的进油口与油箱相连，出油口与压力补偿阀、减压阀、换向阀的P口相连，压力补偿阀接冲击机构，换向阀的A口接推进缸的无杆腔，推进缸的有杆腔接换向阀的B口，换向阀的T口接油箱，换向阀的液控端口引入旋转马达两端的压力差，减压阀接电比例压力阀，电比例压力阀接压力补偿阀的远程液控口，推进缸的无杆腔和有杆腔内各设有一个压力传感器，两个压力传感器与电子控制单元相连，电子控制单元与电比例压力阀电相连。本发明具有控制效率高、控制精度高、可靠性高、凿岩效率高的优点。

Description

一种电比例控制式凿岩机冲击压力自动控制系统
技术领域
本发明涉及一种电比例控制式凿岩机冲击压力自动控制系统。
背景技术
在新一代的凿岩设备中，冲击机构是其主要的工作机构。冲击机构主要是通过活塞杆的冲击，将液压油的压力能转化为钎杆的动能，再由钎杆去冲击岩石，从而实现破碎岩石的目的。在凿岩破碎工作过程中，当工作对象的物理性质或具体工作状况发生变化时，为了提高生产效率、降低凿岩破碎成本，出现了输出工作参数可以调节的液压冲击器。由于冲击机构具有高效节能等特点，使其在金属矿山的开采、大型水电的修建、地下建筑等行业得到广泛的应用。液压凿岩机的冲击效率的高低，直接影响到整个凿岩机的工作效率。液压凿岩机的冲击效率与冲击功率直接相关，冲击功率又取决于冲击能与冲击频率，冲击能和冲击频率调节的方法可采用调节液压系统的压力和流量，所以我们很有必要对冲击机构的工作压力进行研究。
自动控制系统是凿岩机冲击机构液压系统里面非常重要的一部分，是整个系统的关键控制单元。为适应在不同工况下工作，如工作对象，冲击阻力和工艺需要的不同，要求液压冲击机构能够自动的、连续的、无极的调节工作参数。现有的液压凿岩机冲击压力自动控制系统是采用液控压力阀来控制，使其控制冲击回路中压力补偿阀的出口压力，从而控制凿岩机冲击压力。通过分析发现液控压力阀的控制压力高，液压冲击和液压脉动大，无法实现液压系统压力的连续自动控制；控制效率和控制精度低，稳定性差。所以要想实现系统稳定可靠，提高系统控制精度，提升整个凿岩机的工作性能，提高整个凿岩机的工作效率，就要着力解决现有液压凿岩机冲击压力自动控制系统中存在的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单、凿岩效率高、稳定可靠的电比例控制式凿岩机冲击压力自动控制系统。
本发明解决上述问题的技术方案是：一种电比例控制式凿岩机冲击压力自动控制系统，包括液压泵、减压阀、电比例压力阀、压力补偿阀、推进缸、换向阀和冲击机构，所述液压泵的进油口与油箱相连，液压泵的出油口与压力补偿阀的一端、减压阀的一端、换向阀的P口相连，压力补偿阀的另一端接冲击机构，换向阀的A口接推进缸的无杆腔，推进缸的有杆腔接换向阀的B口，换向阀的T口接油箱，换向阀的液控端口引入旋转马达两端的压力差，减压阀的另一端接电比例压力阀的一端，电比例压力阀的另一端接压力补偿阀的远程液控口，推进缸的无杆腔和有杆腔内各设有一个压力传感器，两个压力传感器的信号输出端与电子控制单元的信号输入端相连，把采集到的压力信号传递给电子控制单元，电子控制单元的信号输出端与电比例压力阀电的控制端相连。
上述电比例控制式凿岩机冲击压力自动控制系统中，所述液压泵的出油口与减压阀、换向阀连接的管道上设有单向阀。
上述电比例控制式凿岩机冲击压力自动控制系统还包括溢流阀，溢流阀的进油口与液压泵的出油口相连，溢流阀的出油口接油箱。
上述电比例控制式凿岩机冲击压力自动控制系统中，所述溢流阀是一个设定压力为20MPa的安全阀。
上述电比例控制式凿岩机冲击压力自动控制系统中，所述液压泵是一个压力为18MPa的恒压泵。
上述电比例控制式凿岩机冲击压力自动控制系统中，所述减压阀的公称压力为10MPa。
上述电比例控制式凿岩机冲击压力自动控制系统中，所述电比例压力阀的开启压力为0.5MPa，调压范围为0～10MPa。
上述电比例控制式凿岩机冲击压力自动控制系统中，所述换向阀是一个三位五通液控换向阀。
本发明的有益效果在于：本发明设有一个三位五通液控换向阀，在换向阀液控端口引入旋转马达压差来控制换向阀阀芯的位移，从而控制推进缸两腔的压力；在推进缸两腔的油路上安装两个压力传感器，通过压力传感器将推进缸两腔的压力信号引入电子控制单元中，电子控制单元接收到推进缸两腔的压力信号后，输出控制信号控制电比例压力阀的阀芯位移，从而调节电比例压力阀的输出压力缓慢变化，进而控制压力补偿阀的出口压力，实现凿岩机冲击机构压力的自动控制，具有控制效率高、控制精度高、可靠性高、凿岩效率高的优点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1所示，本发明包括液压泵1、溢流阀2、单向阀3、减压阀4、电比例压力阀5、压力补偿阀6、冲击机构7、推进缸8、换向阀9和ECU电子控制单元10，溢流阀2是一个设定压力为20MPa的安全阀，液压泵1是一个压力为18MPa的恒压泵，减压阀4的公称压力为10MPa，电比例压力阀5的开启压力为0.5MPa，调压范围为0～10MPa，换向阀9是一个三位五通液控换向阀9。所述液压泵1的进油口与油箱相连，液压泵1的出油口与压力补偿阀6的一端、单向阀3的一端、溢流阀2的进油口相连，溢流阀2的出油口接油箱，压力补偿阀6的另一端接冲击机构7，单向阀3的另一端与减压阀4的一端、换向阀9的P口相连，换向阀9的A口接推进缸8的无杆腔，推进缸8的有杆腔接换向阀9的B口，换向阀9的T口接油箱，换向阀9的液控端口K引入旋转马达两端的压力差，减压阀4的另一端接电比例压力阀5的一端，电比例压力阀5的另一端接压力补偿阀6的远程液控口，推进缸8的无杆腔和有杆腔内各设有一个压力传感器，两个压力传感器的信号输出端与电子控制单元的信号输入端相连，把采集到的压力信号传递给ECU电子控制单元10，ECU电子控制单元10的信号输出端与电比例压力阀5电的控制端相连。
本发明的工作原理如下：液压泵1给系统供油，通过引入旋转马达压差控制换向阀9阀芯的位移，从而控制推进缸8两腔的压力；通过在推进缸8两腔的油路上安装两个压力传感器，可以实时地将推进缸8两腔油路上的压力信号引入ECU电子控制单元10中，控制电比例压力阀5的出口压力，进而控制压力补偿阀6的出口压力，实现凿岩机冲击压力的自动控制。当推进缸8正常推进时，ECU电子控制单元10无信号输入，电比例压力阀5的出口压力由液压力与弹簧力平衡来实现调节；压力补偿阀6在外控压力、液压力和阀内的弹簧力作用下，实现凿岩机高压冲击重锤开孔；随着推进缸8两腔压差的逐渐减小，通过压力传感器，推进缸8两腔的压差信号进入到ECU电子控制单元10中，ECU电子控制单元10采集到输入信号后，发出相应的控制信号至电比例压力阀5，控制电比例压力阀5阀芯的移动，调节电比例压力阀5的出口压力缓变降低，进而压力补偿阀6通过引入的外控压力、液压力和阀内的弹簧力差动实现输出压力控制，实现凿岩机冲击机构7压力的自动控制。由于ECU电子控制单元10的控制，电比例压力阀5的阀芯缓变移动，电比例压力阀5出口压力缓变降低，进而控制压力补偿阀6的输出压力。推进缸8两腔的压差越低则ECU电子控制单元10输出的控制信号越强，电比例压力阀5的出口压力就越低，压力补偿阀6的出口压力就越低，使得冲击压力随推进压差降低而无极下降，实现凿岩机冲击机构压力的自动控制。当推进缸8两腔的压差很小或者压差反向时，ECU电子控制单元10输出的控制信号最强，电比例压力阀5的出口压力最低，压力补偿阀6的出口压力也最低，实现凿岩机低压冲击轻打开孔。

Claims (8)

1.一种电比例控制式凿岩机冲击压力自动控制系统，其特征在于：包括液压泵、减压阀、电比例压力阀、压力补偿阀、推进缸、换向阀和冲击机构，所述液压泵的进油口与油箱相连，液压泵的出油口与压力补偿阀的一端、减压阀的一端、换向阀的P口相连，压力补偿阀的另一端接冲击机构，换向阀的A口接推进缸的无杆腔，推进缸的有杆腔接换向阀的B口，换向阀的T口接油箱，换向阀的液控端口引入旋转马达两端的压力差，减压阀的另一端接电比例压力阀的一端，电比例压力阀的另一端接压力补偿阀的远程液控口，推进缸的无杆腔和有杆腔内各设有一个压力传感器，两个压力传感器的信号输出端与电子控制单元的信号输入端相连，把采集到的压力信号传递给电子控制单元，电子控制单元的信号输出端与电比例压力阀电的控制端相连。
2.根据权利要求1所述的电比例控制式凿岩机冲击压力自动控制系统，其特征在于：所述液压泵的出油口与减压阀、换向阀连接的管道上设有单向阀。
3.根据权利要求1所述的电比例控制式凿岩机冲击压力自动控制系统，其特征在于：还包括溢流阀，溢流阀的进油口与液压泵的出油口相连，溢流阀的出油口接油箱。
4.根据权利要求3所述的电比例控制式凿岩机冲击压力自动控制系统，其特征在于：所述溢流阀是一个设定压力为20MPa的安全阀。
5.根据权利要求1所述的电比例控制式凿岩机冲击压力自动控制系统，其特征在于：所述液压泵是一个压力为18MPa的恒压泵。
6.根据权利要求1所述的电比例控制式凿岩机冲击压力自动控制系统，其特征在于：所述减压阀的公称压力为10MPa。
7.根据权利要求1所述电比例控制式凿岩机冲击压力自动控制系统，其特征在于：所述电比例压力阀的开启压力为0.5MPa，调压范围为0～10MPa。
8.根据权利要求1所述的电比例控制式凿岩机冲击压力自动控制系统，其特征在于：所述换向阀是一个三位五通液控换向阀。
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