CN107152019B - 液压振冲器智能控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液压振冲器智能控制系统，包括振冲筒体、振动主轴、锥形振冲头，所述振冲头与所述振动主轴相固定连接，所述振冲筒体内设置有驱动所述振动主轴转动的液压马达，所述液压马达与高压油管相连接，所述振动主轴外侧连接有偏心块组，所述振动主轴的上下两端部分别与所述振冲筒体之间通过上轴承组以及下轴承组相连接，还包括电气控制系统以及液压控制系统，液压控制系统包括所述比例阀阀组、所述扭矩转速传感器、所述压力传感器、所述第一位移传感器、所述温度传感器、所述第二位移传感器、所述液位传感器，从而实现比较完整实用直观的人机界面交流。

Description

液压振冲器智能控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及各种软土壤振实工程领域用的施工设备，特别涉及无搅动偏心块结构的液压振冲器在施工过程中智能化控制。

背景技术

现有振冲器在钻孔制作碎石桩或砂桩加固的施工过程中的各种控制方式，均局限于一般控制柜按钮设定模式即手动操作；该模式的控制方式存在如下缺点：1）振冲器无法自动调整激振频率和激振力来适应各种土壤密实的需求，仅仅靠经验或肉眼来判别和人工实施调整；2）钻孔深度数据无法直观显示，只能靠在接杆上焊接的标尺来确认大概数据而已；3）工作频率、激振力和振幅的大小无法直观显现，无法积累和掌握振冲（密实）效果与相关数据的内在关系；4）缺少轴承损坏或者寿命到期报警功能；另外，每天工作延米数无法自动累计并打印。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足，从而提供一种液压振冲器智能控制系统及其控制方法，实现比较完整实用直观的人机界面交流。

本发明所采用的技术方案是这样的：液压振冲器智能控制系统，包括振冲筒体、转动设置于所述振冲筒体内的振动主轴、设置于所述振冲筒体底部的锥形振冲头，所述振冲头与所述振动主轴相固定连接，所述振冲筒体内设置有驱动所述振动主轴转动的液压马达，所述液压马达与高压油管相连接，所述振冲筒体的两侧分别开设有左右过水槽，所述振冲头的中部开设有冲压孔，所述左右过水槽的下部分别于所述冲压孔相连通，所述左右过水槽的上部与高压水管接头相连通，所述振动主轴外侧连接有偏心块组，所述振动主轴的上下两端部分别与所述振冲筒体之间通过上轴承组以及下轴承组相连接，其特征在于：还包括电气控制系统以及液压控制系统；

所述电气控制系统包括控制柜、设置于所述控制柜内的PLC控制器、与所述PLC控制器相连接的传感器接插头、与所述PLC控制器相连接的数据线接口、与所述PLC控制器相连接的显示屏，

所述液压控制系统包括设置于所述控制柜内的液压油箱、与所述液压油箱相连接的变量油泵，所述变量油泵与所述高压油管相连通，所述高压油管上设置有比例阀阀组，所述振冲筒体的上部设置有扭矩转速传感器，所述锥形振冲头的底部设置有压力传感器以及第一位移传感器，所述上轴承组以及下轴承组上均设置有温度传感器以及第二位移传感器，所述液压油箱内设置有液位传感器，所述比例阀阀组、所述扭矩转速传感器、所述压力传感器、所述第一位移传感器、所述温度传感器、所述第二位移传感器、所述液位传感器均与相应的所述传感器接插头相连接。

进一步改进的是：所述振动主轴的中部与所述振冲筒体之间通过中部轴承组相连接，所述中部轴承组上设置有所述温度传感器以及所述第二位移传感器。

进一步改进的是：所述控制柜上设置有时间继电器、计数器、储存器、打印机、指示灯、报警器，所述时间继电器、所述计数器、所述储存器、所述打印机、所述指示灯、所述报警器均与相应的所述数据线接口相连接。

进一步改进的是：所述报警器为指示灯式或者蜂鸣式。

进一步改进的是：所述显示屏为液晶显示屏。

进一步改进的是：所述控制柜上设置有操作按钮。

进一步改进的是：所述控制柜的底部设置有移动滚轮。

进一步改进的是：液压振冲器智能控制系统的控制方法，包括：压力传感器以及扭矩转速传感器检测振冲器的激振力以及振冲频率，检测信号经过放大器放大后传输给PLC控制器，PLC控制器对检测信号进行编制、储存及数据采集处理后传至显示器、存储器以及比例阀阀组，比例阀阀组根据指令信号调节变量油泵的供油流量；

第一位移传感器检测振冲器的钻孔深度及振幅，检测信号经过放大器放大后传输至PLC控制器，经过数据处理再传至显示屏；

所述温度传感器以及所述第二位移传感器检测轴承工作温度以及主轴相对位移数值，检测信号经过放大器放大后传输至PLC控制器，经过数据处理再传至显示屏、报警器；

液位传感器检测液压油箱内油位，检测信号经过放大器放大后传输至PLC控制器，经过数据处理再传至显示屏。

通过采用前述技术方案，本发明的有益效果是：可以实时地自动改变振冲频率和激振力，以适应各种土壤激振密实的需求，且激振频率的高低及激振力大小的数据可以在显示屏上显示、读取，减少了人工操作的工作量；

可以实时地把钻孔深度及振幅信号传输至PLC，经过信号数据处理再传至显示屏直接读取；

可以检查轴承是否处于完好情况及寿命期情况；如出现异常，报警器会自动及时发出报警，提醒用户及时维修或更换轴承，不再需要频繁的人工检查。

附图说明

图1为本发明示意图；

图2为控制柜示意图。

其中：1、振冲筒体；2、振动主轴；3、锥形振冲头；4、上轴承组；5、中部轴承组；6、下轴承组；7、控制柜；8、液压油箱；9、偏心块组；10、扭矩转速传感器；11、压力传感器；12、第一位移传感器；13、第二位移传感器；14、温度传感器；15、液位传感器。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

如图1、图2所示，本发明公开一种液压振冲器智能控制系统，包括振冲筒体1、转动设置于所述振冲筒体1内的振动主轴2、设置于所述振冲筒体1底部的锥形振冲头3，所述振冲头与所述振动主轴2相固定连接，所述振冲筒体1内设置有驱动所述振动主轴2转动的液压马达，所述液压马达与高压油管相连接，所述振冲筒体1的两侧分别开设有左右过水槽，所述振冲头的中部开设有冲压孔，所述左右过水槽的下部分别于所述冲压孔相连通，所述左右过水槽的上部与高压水管接头相连通，所述振动主轴2外侧连接有偏心块组9，所述振动主轴2的上下两端部分别与所述振冲筒体1之间通过上轴承组4以及下轴承组6相连接，还包括电气控制系统以及液压控制系统；

所述电气控制系统包括控制柜7、设置于所述控制柜7内的PLC控制器、与所述PLC控制器相连接的传感器接插头、与所述PLC控制器相连接的数据线接口、与所述PLC控制器相连接的显示屏，

所述液压控制系统包括设置于所述控制柜7内的液压油箱8、与所述液压油箱8相连接的变量油泵，所述变量油泵与所述高压油管相连通，所述高压油管上设置有比例阀阀组，所述振冲筒体1的上部设置有扭矩转速传感器10，所述锥形振冲头3的底部设置有压力传感器11以及第一位移传感器12，所述上轴承组4以及下轴承组6上均设置有温度传感器14以及第二位移传感器13，所述液压油箱8内设置有液位传感器15，所述比例阀阀组、所述扭矩转速传感器10、所述压力传感器11、所述第一位移传感器12、所述温度传感器14、所述第二位移传感器13、所述液位传感器15均与相应的所述传感器接插头相连接。

为了与智能化控制系统相适应，振冲器主体结构必须精细化，振冲器旋转主轴采用了多点支撑法，减小了主轴变形的同时，延长了轴承使用寿命，所述振动主轴2的中部与所述振冲筒体1之间通过中部轴承组5相连接，所述中部轴承组5上设置有所述温度传感器14以及所述第二位移传感器13。

为了实现自动报警、自动存储数据、实时打印数据，所述控制柜7上设置有时间继电器、计数器、储存器、打印机、指示灯、报警器，所述时间继电器、所述计数器、所述储存器、所述打印机、所述指示灯、所述报警器均与相应的所述数据线接口相连接，所述指示灯有电源指示灯、控制电源指示灯、振冲工作指示灯、水泵工作指示灯，所述报警器有高油温报警、油液低位报警、轴承损坏报警。

本实施例中采用的优化实施方式为：所述报警器为指示灯式或者蜂鸣式。

本实施例中采用的优化实施方式为：所述显示屏为液晶显示屏。

本实施例中采用的优化实施方式为：所述控制柜7上设置有操作按钮，所述操作按钮有振冲工作按钮、油泵启动按钮、频率微调旋钮、工况选择旋钮、油泵停止按钮、振冲停止按钮、水泵启动按钮、水泵停止按钮。

为了方便移动，所述控制柜7的底部设置有移动滚轮。

液压振冲器智能控制系统的控制方法，包括：

PLC控制器可以实施电机星-三角软启动及各种安全保护；控制变压器可提供稳定的各种控制电源；放大器将各种微信号进行转换放大至处理器或执行机构，完成各种程序的编制和储存及数据采集处理后传至各执行继电器。

变量油泵（油泵组合）与比例阀阀组、压力传感器11及振冲器尾部的扭矩转速传感器10配合使用，可以实时地自动改变振冲频率和激振力，以适应各种土壤激振密实的需求，且激振频率的高低及激振力大小的数据可以在显示屏上显示、读取，减少了人工操作的工作量；

锥形振冲头3的第一位移传感器12，可以实时地把钻孔深度及振幅信号传输至PLC，经过信号数据处理再传至显示屏直接读取；

上轴承组4、下轴承组6以及中部轴承组5上的所述温度传感器14以及所述第二位移传感器13，可以实时地显示轴承工作温度以及主轴相对位移数值，通过数据处理，可以检查轴承是否处于完好情况及寿命期情况；如出现异常，报警器会自动及时发出报警，提醒用户及时维修或更换轴承，不再需要频繁的人工检查；

液位传感器15检测液压油箱8内油位，检测信号经过放大器放大后传输至PLC控制器，经过数据处理再传至显示屏提醒用户；

工况选择旋钮可以根据土壤性质不同而选择工作模式，通过频率微调旋钮，最终确定合适工况参数的选择；

显示屏显示实时工作参数：激振频率、激振力、振幅、油液及轴承温度、深度、液压油液位高度；

计数器会将每天的工作延米数记录并储存，以备核查和打印。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及其优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.液压振冲器智能控制系统，包括振冲筒体、转动设置于所述振冲筒体内的振动主轴、设置于所述振冲筒体底部的锥形振冲头，所述振冲头与所述振动主轴相固定连接，所述振冲筒体内设置有驱动所述振动主轴转动的液压马达，所述液压马达与高压油管相连接，所述振冲筒体的两侧分别开设有左右过水槽，所述振冲头的中部开设有冲压孔，所述左右过水槽的下部分别与所述冲压孔相连通，所述左右过水槽的上部与高压水管接头相连通，所述振动主轴外侧连接有偏心块组，所述振动主轴的上下两端部分别与所述振冲筒体之间通过上轴承组以及下轴承组相连接，其特征在于：还包括电气控制系统以及液压控制系统；

所述电气控制系统包括控制柜、设置于所述控制柜内的PLC控制器、与所述PLC控制器相连接的传感器接插头、与所述PLC控制器相连接的数据线接口、与所述PLC控制器相连接的显示屏，

所述液压控制系统包括设置于所述控制柜内的液压油箱、与所述液压油箱相连接的变量油泵，所述变量油泵与所述高压油管相连通，所述高压油管上设置有比例阀阀组，所述振冲筒体的上部设置有扭矩转速传感器，所述锥形振冲头的底部设置有压力传感器以及第一位移传感器，所述上轴承组以及下轴承组上均设置有温度传感器以及第二位移传感器，所述液压油箱内设置有液位传感器，所述比例阀阀组、所述扭矩转速传感器、所述压力传感器、所述第一位移传感器、所述温度传感器、所述第二位移传感器、所述液位传感器均与相应的所述传感器接插头相连接；

所述振动主轴的中部与所述振冲筒体之间通过中部轴承组相连接，所述中部轴承组上设置有所述温度传感器以及所述第二位移传感器；

所述控制柜上设置有时间继电器、计数器、储存器、打印机、指示灯、报警器，所述时间继电器、所述计数器、所述储存器、所述打印机、所述指示灯、所述报警器均与相应的所述数据线接口相连接。

2.根据权利要求1所述的液压振冲器智能控制系统，其特征在于：所述报警器为指示灯式或者蜂鸣式。

3.根据权利要求1所述的液压振冲器智能控制系统，其特征在于：所述显示屏为液晶显示屏。

4.根据权利要求1所述的液压振冲器智能控制系统，其特征在于：所述控制柜上设置有操作按钮。

5.根据权利要求1所述的液压振冲器智能控制系统，其特征在于：所述控制柜的底部设置有移动滚轮。

6.根据权利要求1-5任意一项权利要求所述的液压振冲器智能控制系统的控制方法，其特征在于：包括：

压力传感器以及扭矩转速传感器检测振冲器的激振力以及振冲频率，检测信号经过放大器放大后传输给PLC控制器，PLC控制器对检测信号进行编制、储存及数据采集处理后传至显示器、存储器以及比例阀阀组，比例阀阀组根据指令信号调节变量油泵的供油流量；

第一位移传感器检测振冲器的钻孔深度及振幅，检测信号经过放大器放大后传输至PLC控制器，经过数据处理再传至显示屏；

所述温度传感器以及所述第二位移传感器检测轴承工作温度以及主轴相对位移数值，检测信号经过放大器放大后传输至PLC控制器，经过数据处理再传至显示屏、报警器；

液位传感器检测液压油箱内油位，检测信号经过放大器放大后传输至PLC控制器，经过数据处理再传至显示屏。