CN108756726B - 旋挖钻机动力头控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种旋挖钻机动力头控制装置，包括液压泵、主阀和马达总成，主阀包括第一阀，第一阀包括第一主阀控制油口，马达总成包括动力头马达，主阀连接于液压泵与动力头马达之间以连通或断开液压泵与马达总成，旋挖钻机动力头控制装置还包括比例阀和入岩阀，比例阀连接于第一阀的第一主阀控制油口，以通过调节比例阀控制第一阀的输出流量，入岩阀连接于动力头马达的马达控制油口，以连通或断开泵出油口与马达控制油口。利用本旋挖钻机动力头控制装置，通过设置比例阀和入岩阀，可随时控制旋挖钻机的动力头转速，而且当钻进硬岩层时可使用本装置控制动力头为最低转速的同时保持动力头扭矩为最大，达到入岩能力最大化。

Description

旋挖钻机动力头控制装置
技术领域
本发明涉及旋挖钻机领域，特别是涉及一种旋挖钻机动力头控制装置。
背景技术
旋挖钻机是一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工机械，主要适于砂土、粘性土、粉质土等土层施工，在灌注桩、连续墙、基础加固等多种地基基础施工中得到广泛应用，一般采用液压履带式伸缩底盘、自行起落可折叠钻桅、伸缩式钻杆、带有垂直自动检测调整、孔深数码显示等，整机操纵一般采用液压先导控制、负荷传感，具有操作轻便、舒适等特点。
如图1所示，一种旋挖钻机的控制装置包括油箱11、发动机12、液压泵13、操作手柄14、先导液压控制油路15、主阀16和动力头马达减速机17。工作时，发动机12点火启动驱动液压泵13工作，液压泵13向主阀供油，当操作手柄14摆动到动力头旋转侧后，先导液压控制油路15控制主阀16开启，使液压油到达动力头马达减速机17以驱动动力头旋转。在实际工作中当钻头钻入硬岩层时需要低速大扭矩，然而在本旋挖钻机中，只能根据负载大小通过调节液压泵13的压力和流量来控制，这种控制无法实现马达的低速大扭矩输出。
发明内容
本发明的目的是提供一种可控制动力头低速大扭矩输出的旋挖钻机动力头控制装置。
一种旋挖钻机动力头控制装置，包括液压泵、主阀和马达总成，所述液压泵包括泵进油口和泵出油口，所述主阀包括第一阀，所述第一阀包括第一主阀控制油口，所述马达总成包括动力头马达，所述液压泵用于给所述动力头马达供油，所述主阀连接于所述液压泵与所述动力头马达之间以连通或断开所述液压泵与所述马达总成，所述旋挖钻机动力头控制装置还包括比例阀和入岩阀，所述比例阀连接于所述第一阀的第一主阀控制油口，以通过调节所述比例阀控制所述第一阀的输出流量，所述入岩阀连接于所述动力头马达的马达控制油口，以连通或断开所述泵出油口与所述马达控制油口。
利用本旋挖钻机动力头控制装置，通过设置比例阀和入岩阀，可随时控制旋挖钻机的动力头转速，而且当钻进硬岩层时可使用本装置控制动力头为最低转速的同时保持动力头扭矩为最大，达到入岩能力最大化。
其中一实施例中，所述液压泵还包括控制油出口，所述旋挖钻机动力头控制装置还包括控制手柄，所述控制手柄连接于所述液压泵的控制油出口和所述第一阀之间，用于连通或断开所述控制油出口和所述第一主阀控制油口，所述比例阀设于所述控制手柄与所述第一主阀控制油口之间的先导油路上。
其中一实施例中，所述第一阀还包括第二主阀控制油口，所述控制手柄连接于所述第二主阀控制油口。
其中一实施例中，所述旋挖钻机动力头控制装置还包括第一控制电路，所述比例阀为电液比例阀，所述比例阀的控制端连接于所述第一控制电路。
其中一实施例中，所述旋挖钻机动力头控制装置还包括第二控制电路，所述入岩阀为电控阀，入岩阀的控制端连接于所述第二控制电路。
其中一实施例中，所述第一控制电路和所述第二控制电路为同一控制电路，所述控制手柄连接于所述控制电路。
其中一实施例中，所述第一阀还包括主阀第一油口、主阀第二油口和主阀第三油口，所述动力头马达还包括马达第一油口和马达第二油口，所述第一主阀控制油口控制所述主阀第二油口与所述主阀第一油口连通或断开，所述第二主阀控制油口控制所述主阀第三油口与所述主阀第一油口连通或断开，所述主阀第一油口连接于所述泵出油口，所述主阀第二油口连接于所述马达第一油口，所述主阀第三油口连接于所述马达第二油口。
其中一实施例中，所述动力头马达为变量马达，所述动力头马达包括控制其斜盘摆角的油缸，所述油缸的无杆腔通过换向阀连接于所述马达第一油口和所述马达第二油口，所述油缸的有杆腔直接连接于所述马达第一油口和所述马达第二油口，所述马达控制油口连接于所述换向阀的控制油口，以驱动所述换向阀换向，以使所述马达第一油口或所述马达第二油口与所述油缸的无杆腔连通或断开。
其中一实施例中，所述第一阀还包括主阀第四油口、主阀第五油口、主阀第六油口和主阀第七油口，所述主阀第四油口与所述主阀第五油口之间设有控制阀，所述控制阀还连接于所述主阀第四油口与所述主阀第六油口之间，以连通或断开所述主阀第四油口与所述主阀第五油口，以及连通或断开所述主阀第四油口与所述主阀第六油口。
其中一实施例中，所述旋挖钻机动力头控制装置还包括发动机和油箱，所述发动机驱动所述液压泵转动，所述泵进油口连接于所述油箱。
附图说明
图1为一种旋挖钻机控制装置的示意图；
图2为本发明一种旋挖钻机动力头控制装置的液压回路示意图；
图3为图2所示旋挖钻机动力头控制装置的主阀的放大图；
图4为图2中IV处的局部放大图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术方式及功效，以下结合附图及实施例，对本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
如图2至图4所示，本发明一实施例的旋挖钻机动力头控制装置发动机21、液压泵23、主阀25、马达总成26、控制手柄27、控制电路28、比例阀29和入岩阀31。
发动机21连接于液压泵23以驱动液压泵23转动。
液压泵23包括泵进油口231、泵出油口232和控制油出口234。液压泵23将油箱20内的液压油从泵进油口泵入液压泵23，并从泵出油口232和控制油出口234输出。液压泵23可以为变量泵，以根据负载大小控制输出的油量大小。液压泵23内部有油缸、液压阀等结构，这些都属于变量泵的内部结构，在此不再赘述。
主阀25包括给马达总成26供油的第一阀250，第一阀250包括主阀第一油口252、主阀第二油口254、主阀第三油口255、第一主阀控制油口256和第二主阀控制油口257。液压泵23的泵出油口232与主阀第一油口252连接，主阀第二油口254与马达总成26的马达第一油口262连接，主阀第三油口255与马达总成26的马达第二油口264连接。第一阀250控制主阀第一油口252与主阀第二油口254或主阀第三油口255连通，将从液压泵23输出的液压油经第一阀250输送至马达总成26的马达第一油口262或马达第二油口264。本实施例中，当主阀第一油口252与主阀第二油口254连通时，液压油输送至马达第一油口26，实现动力头马达正转，当主阀第一油口252与主阀第三油口255连通时，液压油输送至马达第二油口264，实现动力头马达反转。当第一主阀控制油口256通液压油时，驱动第一阀250位于连通主阀第一油口252与主阀第二油口254的状态，控制动力头马达正转，当第二主阀控制油口257通液压油时，驱动第一阀250位于连通主阀第一油口252与主阀第三油口255的状态，控制动力头马达反转。
本实施例中，第一阀250为三位七通阀，第一阀250还包括主阀第四油口、主阀第五油口、主阀第六油口和主阀第七油口，主阀第四油口与主阀第五油口之间设有控制阀258，控制阀258还连接于主阀第四油口与主阀第六油口之间，以连通或断开主阀第四油口与主阀第五油口，以及连通或断开主阀第四油口与主阀第六油口。在中位时，主阀第四油口与主阀第一油口252断开，在上位和下位时，主阀第四油口与主阀第一油口252连通。在上位时，主阀第六油口与主阀第二油口254连通，在下位时，主阀第五油口与主阀第三油口连通。
本实施例中，主阀25还包括第二阀259，第二阀259与第一阀250的结构基本相同，其输出油口连接于旋挖钻机的动力头升降油缸，以驱动动力头上升或下降，该具体结构在此不再赘述。
马达总成26包括动力头马达260，在本实施例中马达总成26包括三个动力头马达260以增大马达总成26的总的负载能力，当然，动力头马达260的数量可以根据需要调整为一个、两个或多个。三个动力头马达260并联，因此，以下仅以一个动力头马达260为例加以说明。
动力头马达260包括马达第一油口262、马达第二油口264和马达控制油口263。动力头马达260为变量马达，其包括控制变量马达斜盘摆角的油缸266，油缸266的无杆腔通过换向阀265连接于马达第一油口262和马达第二油口264，油缸266的有杆腔直接连接于马达第一油口262和马达第二油口264，马达控制油口263连接于换向阀265的控制油口，以驱动换向阀265换向，以使马达第一油口262(或马达第二油口264)与油缸266的无杆腔连通或断开。当换向阀265将马达第一油口262(或马达第二油口264)与油缸266的无杆腔连通时，无杆腔的液压油推动油缸266的活塞向下移动，使动力头马达260保持在其最大排量工作。
控制手柄27连接于液压泵23的控制油出口234和主阀25之间，用于连通或断开控制油出口234和第一阀250的第一主阀控制油口256，以及连通或断开控制油出口234和第二主阀控制油口257。当将控制手柄27摆动到第一位置时，控制油出口234与第一主阀控制油口256连通，当将控制手柄27摆动到第二位置时，控制油出口234与第二主阀控制油口257连通。控制手柄27还有电控开关，打开电控开关时，比例阀29和入岩阀31通电。
控制电路28的一端电连接于控制手柄27，另一端与比例阀29及入岩阀31电连接。当然，比例阀29和入岩阀31还可由其他控制器控制，例如在旋挖钻机的控制面板上输入控制信号，这时，控制电路28的一端连接至于控制面板。
比例阀29设于控制手柄27与第一主阀控制油口256之间的先导油路上，比例阀29具体为电液比例阀，比例阀29的控制端连接于控制电路28上，由此通过控制电路28给比例阀29通电控制比例阀29的液压油设定压力，从而调节第一阀250的阀芯开度，进而控制流向动力头马达260的液压油流量大小。比例阀29设置在控制手柄27与第一主阀控制油口256之间的先导油路上是由于一般入岩时是马达正转而非反转，当然，也可在控制手柄27与主阀第二控制油口257之间的先导油路设置比例阀，以在反转时控制马达输出低速大扭矩。一般是通过控制输入控制电路28的电流来控制第一阀250的阀芯开度。可以理解，比例阀29也可不为电控阀，而为液控阀等其他比例阀，只要能调节比例阀29的设定压力即可。
入岩阀31可为电控阀，其设于液压泵23的泵出油口232与马达控制油口263之间的马达控制油路上，且入岩阀31的控制端连接于控制电路28上，由此通过控制电路28给入岩阀31通电控制入岩阀31的打开与关闭，从而连通或断开泵出油口232与马达控制油口263，换向阀265将马达第一油口262(或马达第二油口264)与油缸266的无杆腔连通时，无杆腔的液压油推动油缸266的活塞向下移动，使动力头马达260保持在其最大排量工作。可以理解，比例阀29和入岩阀31可以连接到相同的控制电路，对比例阀29和入岩阀31同时进行控制，比例阀29和入岩阀31也可分别连接到不同的控制电路，以分别控制比例阀29和入岩阀31的状态。入岩阀31也可为液控阀，只要能控制其通断来控制马达控制油口263与泵出油口232之间的通断即可。
具体地，入岩阀31为三位六通电磁阀，入岩阀31处于左位时，泵出油口232与马达控制油口263连通，处于中位时，泵出油口232与马达控制油口263断开，处于右位时，马达控制油口263与油箱20连通实现回油。
在本旋挖钻机动力头控制装置中，发动机21点后启动后驱动液压泵23工作，液压泵23将液压油通过泵进油口231吸入，从泵出油口232泵出到主阀25，从第一阀250的主阀第一油口252进入，同时部分液压油从控制油出口234经控制手柄27控制第一阀250连通主阀第一油口252与主阀第二油口254或主阀第三油口255，液压油通过第一阀250输送至马达总成26，驱动动力头马达260工作。在此过程中，如果碰到硬岩层，可按下控制手柄27的入岩按钮，使控制电路28通电，使比例阀29和入岩阀31工作，比例阀29通电控制比例阀29的液压油设定压力，从而调节第一阀250的阀芯开度，进而控制流向动力头马达260的液压油流量大小；同时，入岩阀31的打开以连通泵出油口232与马达控制油口263，使动力头马达260保持在其最大排量工作。这样，可控制流向动力头马达260的液压油流量大小，实现对动力头转速的控制，同时，保持动力头马达260输出最大排量，由于动力头转速＝流量*效率/马达排量/速比，可见，当马达排量保持最大时，控制流量即可控制转速，从而实现低速大扭矩的输出。
利用本旋挖钻机动力头控制装置，通过设置比例阀和入岩阀，可随时控制旋挖钻机的动力头转速，而且当钻进硬岩层时可使用本装置控制动力头为最低转速的同时保持动力头扭矩为最大，达到入岩能力最大化。
以上仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种旋挖钻机动力头控制装置，包括液压泵(23)、主阀(25)和马达总成(26)，所述液压泵(23)包括泵进油口(231)和泵出油口(232)，所述主阀(25)包括第一阀(250)，所述第一阀(250)包括第一主阀控制油口(256)，所述马达总成(26)包括动力头马达(260)，所述液压泵(23)用于给所述动力头马达(260)供油，所述主阀(25)连接于所述液压泵(23)与所述动力头马达(260)之间以连通或断开所述液压泵(23)与所述马达总成(26)，其特征在于，所述旋挖钻机动力头控制装置还包括比例阀(29)和入岩阀(31)，所述比例阀(29)连接于所述第一阀(250)的第一主阀控制油口(256)，以通过调节所述比例阀(29)控制所述第一阀(250)的输出流量，所述入岩阀(31)连接于所述动力头马达(260)的马达控制油口(263)，以连通或断开所述泵出油口(232)与所述马达控制油口(263)。
2.如权利要求1所述的旋挖钻机动力头控制装置，其特征在于，所述液压泵(23)还包括控制油出口(234)，所述旋挖钻机动力头控制装置还包括控制手柄(27)，所述控制手柄(27)连接于所述液压泵(23)的控制油出口(234)和所述第一阀(250)之间，用于连通或断开所述控制油出口(234)和所述第一主阀控制油口(256)，所述比例阀(29)设于所述控制手柄(27)与所述第一主阀控制油口(256)之间的先导油路上。
3.如权利要求2所述的旋挖钻机动力头控制装置，其特征在于，所述第一阀(250)还包括第二主阀控制油口(257)，所述控制手柄(27)连接于所述第二主阀控制油口(257)。
4.如权利要求2所述的旋挖钻机动力头控制装置，其特征在于，所述旋挖钻机动力头控制装置还包括第一控制电路，所述比例阀(29)为电液比例阀，所述比例阀(29)的控制端连接于所述第一控制电路。
5.如权利要求4所述的旋挖钻机动力头控制装置，其特征在于，所述旋挖钻机动力头控制装置还包括第二控制电路，所述入岩阀(31)为电控阀，入岩阀(31)的控制端连接于所述第二控制电路。
6.如权利要求5所述的旋挖钻机动力头控制装置，其特征在于，所述第一控制电路和所述第二控制电路为同一控制电路(28)，所述控制手柄(27)连接于所述控制电路(28)。
7.如权利要求3所述的旋挖钻机动力头控制装置，其特征在于，所述第一阀(250)还包括主阀第一油口(252)、主阀第二油口(254)和主阀第三油口(255)，所述动力头马达(260)还包括马达第一油口(262)和马达第二油口(264)，所述第一主阀控制油口(256)控制所述主阀第二油口(254)与所述主阀第一油口(252)连通或断开，所述第二主阀控制油口(257)控制所述主阀第三油口(255)与所述主阀第一油口(252)连通或断开，所述主阀第一油口(252)连接于所述泵出油口(232)，所述主阀第二油口(254)连接于所述马达第一油口(262)，所述主阀第三油口(255)连接于所述马达第二油口(264)。
8.如权利要求7所述的旋挖钻机动力头控制装置，其特征在于，所述动力头马达(260)为变量马达，所述动力头马达(260)包括控制其斜盘摆角的油缸(266)，所述油缸(266)的无杆腔通过换向阀(265)连接于所述马达第一油口(262)和所述马达第二油口(264)，所述油缸(266)的有杆腔直接连接于所述马达第一油口(262)和所述马达第二油口(264)，所述马达控制油口(263)连接于所述换向阀(265)的控制油口，以驱动所述换向阀(265)换向，以使所述马达第一油口(262)或所述马达第二油口(264)与所述油缸(266)的无杆腔连通或断开。
9.如权利要求7所述的旋挖钻机动力头控制装置，其特征在于，所述第一阀(250)还包括主阀第四油口、主阀第五油口、主阀第六油口和主阀第七油口，所述主阀第四油口与所述主阀第五油口之间设有控制阀(258)，所述控制阀(258)还连接于所述主阀第四油口与所述主阀第六油口之间，以连通或断开所述主阀第四油口与所述主阀第五油口，以及连通或断开所述主阀第四油口与所述主阀第六油口。
10.如权利要求1所述的旋挖钻机动力头控制装置，其特征在于，所述旋挖钻机动力头控制装置还包括发动机(21)和油箱(20)，所述发动机(21)驱动所述液压泵(23)转动，所述泵进油口(231)连接于所述油箱(20)。
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