CN109236765B - 凿岩台车及其推进液压控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明一种凿岩台车的推进液压控制系统，包括液压泵、推进油缸和用于控制推进油缸换向的多路换向阀，还包括第一电磁换向节流装置、第二电磁换向节流装置、第一液控换向阀、第二液控换向阀、第三单向节流阀和第四单向节流阀，第一液控换向阀二和第二液控换向阀能够根据先导控制油的状态切换工作位以控制液压油是否通过第三单向节流阀和/或第四单向节流阀进出推进油缸的无杆腔。减小了凿岩台车损耗，降低了操作人员的作业量，不需要人工实时调整，降低了接卸杆操控难度，提高了系统的操控性，改善了施工效率。本发明还公开一种包括上述推进液压控制系统的凿岩台车。

Description

凿岩台车及其推进液压控制系统

技术领域

本发明涉及隧道挖掘设备领域，特别是涉及一种凿岩台车的推进液压控制系统。此外，本发明还涉及一种包括上述推进液压控制系统的凿岩台车。

背景技术

凿岩台车是一种用于窄矿脉的开采凿岩设备，一般采用全液压直接控制，具备接杆钻孔、卸杆入库的功能。在进行凿岩作业时，需要满足液压凿岩台车开孔推进速度、凿岩推进速度、开孔凿岩快速回退速度和空载推进快进快回几种速度要求。在开孔、凿岩过程中当遇到裂隙、溶洞等复杂地质，容易出现凿岩空行程的现象，即空打现象，如果不对速度进行调节控制，容易出现的推进速度过快、速度不受控等问题，增大凿岩台车损耗，加大了操作人员的作业量，因此需要对推进速度进行控制。另一方面，接卸杆时，凿岩台车的推进速度需要与回转速度匹配，根据回转钻杆的螺距等确定推进速度，如果不匹配就会导致憋杆或者无法快速完成接卸杆，严重时损坏钻杆及设备。人工根据接卸杆状态操作实时调整难度大，操控性差，劳动强度大，效率低。

因此，如何提供一种能够根据需要调整推进速度的液压控制系统是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种凿岩台车的推进液压控制系统，能够根据需要调整推进速度，降低操作难度，提高工作效率。本发明的另一目的是提供一种包括上述推进液压控制系统的凿岩台车。

为解决上述技术问题，本发明提供一种凿岩台车的推进液压控制系统，包括液压泵、推进油缸和用于控制所述推进油缸换向的多路换向阀，所述多路换向阀的两个工作油口分别连通第一电磁换向节流装置和第二电磁换向节流装置的进出油口，所述第一电磁换向节流装置通过并联的第一液控换向阀和第二液控换向阀连通所述推进油缸的无杆腔，所述第二电磁换向节流装置连通所述推进油缸的有杆腔，所述推进液压控制系统还包括串联的第三单向节流阀和第四单向节流阀，所述第三单向节流阀与所述第一液控换向阀并联，所述第四单向节流阀与所述第一液控换向阀串联，与所述第二液控换向阀并联，所述第一液控换向阀能够接收开孔低冲击先导控制油，所述第二液控换向阀能够接收冲击总先导控制油，所述第一液控换向阀和所述第二液控换向阀能够根据先导控制油的状态切换工作位以控制液压油是否通过所述第三单向节流阀和/或第四单向节流阀进出所述推进油缸的无杆腔。

优选地，所述第三单向节流阀的调定流量小于所述第四单向节流阀的调定流量。

优选地，所述第一液控换向阀和所述第二液控换向阀具体为两位三通液控换向阀，所述两位三通液控换向阀的液控口高压时进出油口隔绝，所述两位三通液控换向阀的液控口泄压时进出油口导通。

优选地，所述两位三通液控换向阀的液控口通过阻尼接收先导控制油。

优选地，所述多路换向阀具体为三位六通换向阀，所述三位六通换向阀处于第一工作位时，液压油能够进入所述推进油缸的无杆腔，所述三位六通换向阀处于第二工作位时，液压油能够进入所述推进油缸的有杆腔，所述三位六通换向阀处于第三工作位时，处于卸载状态。

优选地，所述三位六通换向阀和所述液压泵之间设置有安全单向阀和溢流阀。

优选地，所述第一电磁换向节流装置包括第一电磁换向阀和第一单向节流阀，所述第二电磁换向节流装置包括第二电磁换向阀和第二单向节流阀，所述多路换向阀的两个工作油口分别连通第一电磁换向阀和第二电磁换向阀的进出油口，所述第一电磁换向阀的一个工作油口通过第一单向节流阀连接所述第三单向节流阀，所述第一电磁换向阀的另一个工作油口直接连接所述第三单向节流阀，所述第二电磁换向阀的一个工作油口通过第二单向节流阀连接所述推进油缸的有杆腔，所述第二电磁换向阀的另一个工作油口直接连接所述推进油缸的有杆腔。

优选地，所述第一电磁换向阀和所述第二电磁换向阀具体为两位三通电磁换向阀，所述两位三通电磁换向阀处于第一工作位时，直接连接所述推进油缸，所述两位三通电磁换向阀处于第二工作位时，通过单向节流阀连通所述推进油缸。

本发明提供一种凿岩台车，包括推进液压控制系统，所述推进液压控制系统具体为上述任意一项所述的推进液压控制系统。

优选地，所述凿岩台车具体为中深孔凿岩台车。

本发明提供一种凿岩台车的推进液压控制系统，包括液压泵、推进油缸和用于控制推进油缸换向的多路换向阀，多路换向阀的两个工作油口分别连通第一电磁换向节流装置和第二电磁换向节流装置的进出油口，第一电磁换向节流装置通过并联的第一液控换向阀和第二液控换向阀连通推进油缸的无杆腔，第二电磁换向节流装置连通推进油缸的有杆腔，还包括串联的第三单向节流阀和第四单向节流阀，第三单向节流阀与第一液控换向阀并联，第四单向节流阀与第一液控换向阀串联，与第二液控换向阀并联，第一液控换向阀能够接收开孔低冲击先导控制油，第二液控换向阀能够接收冲击总先导控制油，第一液控换向阀和第二液控换向阀能够根据先导控制油的状态切换工作位以控制液压油是否通过第三单向节流阀和/或第四单向节流阀进出推进油缸的无杆腔。

对凿岩模式推进速度进行分工况分级限定，根据不同冲击工况进行推进速度的切换控制。根据推进速度要求，一般开孔推进速度要求最低，凿岩推进速度次之，空推过程一般全速以提高工作效率。开孔和凿岩推进最大速度通过单向节流阀调定，将开孔模式及冲击工况的控制先导油反馈到控制系统，进而实现不同推进速度模式自动匹配。避免了开孔、凿岩遇到溶洞、裂隙复杂地质等出现的推进速度过大、速度不受控等问题，实现了空打过程推进速度控制，减小了凿岩台车损耗，降低了操作人员的作业量。具有接卸杆推进速度控制，通过节流调速调定接卸杆推进速度与回转速度匹配，通过控制模式切换，只要将手柄定位到推进位，即可简单实现接卸杆动作匹配，不需要人工实时调整，降低了接卸杆操控难度，提高了系统的操控性，改善了施工效率。

本发明还提供一种包括上述推进液压控制系统的凿岩台车，由于上述推进液压控制系统具有上述技术效果，上述凿岩台车也应具有同样的技术效果，在此不再详细介绍。

附图说明

图1为本发明所提供的推进液压控制系统的一种具体实施方式的液压原理图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种凿岩台车的推进液压控制系统，能够根据需要调整推进速度，降低操作难度，提高工作效率。本发明的另一核心是提供一种包括上述推进液压控制系统的凿岩台车。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1，图1为本发明所提供的推进液压控制系统的一种具体实施方式的液压原理图。

本发明具体实施方式提供一种凿岩台车的推进液压控制系统，包括液压泵2、推进油缸16和多路换向阀3，其中液压泵2通过电机1驱动，多路换向阀3分别连接液压泵2和推进油缸16，用于控制推进油缸16换向。为了提高安全性还可以在多路换向阀3和液压泵2之间设置安全单向阀5和溢流阀4。

具体地，多路换向阀3可以为三位六通换向阀，三位六通换向阀处于第一工作位时，其进油口P连通第二工作油口B，回油口T连通第一工作油口A，使高压油能够进入推进油缸16的无杆腔，有杆腔内的低压油流回油箱，三位六通换向阀处于第二工作位时，其进油口P连通第一工作油口A，回油口T连通第二工作油口B，高压油能够进入推进油缸16的有杆腔，无杆腔内的低压油流回油箱，三位六通换向阀处于第三工作位时，进油口P、回油口T、第一工作油口A和第二工作油口B均处于隔绝状态，三位六通换向阀的中位工作油口连通，进油口直接连回油箱，处于卸载状态，此时启动电机1，液压泵2卸载启动。也可采用其他类型的换向阀，均在本发明的保护范围之内。

本发明具体实施方式提供的推进液压控制系统，还包括第一电磁换向节流装置、第二电磁换向节流装置、第三单向节流阀10和第四单向节流阀11。

多路换向阀3的两个工作油口A、B分别连通第一电磁换向节流装置和第二电磁换向节流装置的进出油口，第一电磁换向节流装置通过并联的第一液控换向阀12和第二液控换向阀13连通推进油缸16的无杆腔，第二电磁换向节流装置连通推进油缸16的有杆腔，第三单向节流阀10与第一液控换向阀12并联，第四单向节流阀11与第一液控换向阀12串联，第四单向节流阀11与第二液控换向阀13并联，第一液控换向阀12能够接收开孔低冲击先导控制油KK，第二液控换向阀13能够接收冲击总先导控制油CJ，第一液控换向阀12和第二液控换向阀13能够根据先导控制油的状态切换工作位以控制液压油是否通过第三单向节流阀10和/或第四单向节流阀11进出推进油缸16的无杆腔。

具体地，第一液控换向阀12和第二液控换向阀13具体为两位三通液控换向阀，当然也可采用其他类型的换向阀，两位三通液控换向阀的液控口高压时进出油口隔绝，两位三通液控换向阀的液控口泄压时时进出油口导通。两位三通液控换向阀的液控口通过阻尼接收先导控制油。

工作过程为：当凿岩台车处于开孔工作模式，冲击总先导控制油CJ和开孔低冲击先导控制油KK都处于高压状态，高压油分别通过第一阻尼14和第二阻尼15对应进入第一液控换向阀12和第二液控换向阀13的液控口，此时第一液控换向阀12和第二液控换向阀13均处于进出油口隔绝的状态，控制多路换向阀3处于第一工作位，液压泵2出口高压油依次经过单向阀5、多路换向阀3（P到B口）、第一电磁换向阀节流装置（此时处于非节流状态，可以理解为液压油无阻尼正常流动）、第三单向节流阀10的节流阀支路和第四单向节流阀11的节流阀支路进入到凿岩台车的推进油缸16的无杆腔，推进油缸16伸出。推进油缸16的有杆腔内的低压油经电第二电磁换向阀节流装置（此时处于非节流状态，可以理解为液压油无阻尼正常流动）和多路换向阀3（A到T口）回油箱。控制多路换向阀3处于第二工作位，液压泵2出口高压油经过安全单向阀5、多路换向阀3（P到A口）和非节流状态的第二电磁换向阀节流装置，进入到凿岩台车推进油缸16的有杆腔，推进油缸16缩回。推进油缸16的无杆腔内的低压油依次经过第四单向节流阀11的单向阀支路、第三单向节流阀10的单向阀支路、非节流状态的第一电磁换向阀节流装置和多路换向阀3（B到T口）回油箱。其中，由于开孔模式推进速度一般小于凿岩模式推进速度，可以使第三单向节流阀10的调定流量小于第四单向节流阀11的调定流量，使开孔模式凿岩台车推进油缸16最大速度由第三单向节流阀10调定，凿岩模式凿岩台车推进油缸16最大速度由第四单向节流阀11调定。凿岩台车开孔推进油缸16伸出的过程中，第三单向节流阀10和第四单向节流阀11串联，但是仅受第三单向节流阀10的节流支路调定限制，凿岩台车开孔推进油缸16缩回的过程中，由于流经的为单向节流阀的单向阀支路，因此速度不受节流调节。

当凿岩台车处于凿岩工作模式，冲击总先导控制油CJ处于高压状态，开孔低冲击先导控制油KK处于泄压状态，高压油进入第二液控换向阀13的液控口，第一液控换向阀12处于泄压状态，进出油口连通，第二液控换向阀13处于高压状态，进出油口隔绝，可以绕过第三单向节流阀10。控制多路换向阀3处于第一工作位，液压泵2出口高压油依次经过安全单向阀5、多路换向阀3（P到B口）、非节流状态的第一电磁换向阀节流装置、第一液控换向阀12和第四单向节流阀11的节流支路进入到凿岩台车推进油缸16的无杆腔，推进油缸16伸出。推进油缸16的有杆腔内的低压油经过非节流状态的第二电磁换向阀节流装置和多路换向阀3（A到T口）回油箱。控制多路换向阀3处于第二工作位，液压泵2出口高压油依次经过安全单向阀5、多路换向阀3（P到A口）、非节流状态的第二电磁换向阀节流装置进入到凿岩台车推进油缸16的有杆腔，推进油缸16缩回。推进油缸16的无杆腔内的低压油经过第四单向节流阀11的单向阀支路、第一液控换向阀12、非节流状态的第一电磁换向阀节流装置和多路换向阀3（B到T口）回油箱。因此，凿岩台车凿岩推进油缸16伸出速度受第四单向节流阀11的节流支路调节，凿岩台车凿岩推进油缸16缩回时，经过第四单向节流阀11的单向阀支路，速度不受其调节。

在上述各具体实施方式提供的推进液压控制系统的基础上，第一电磁换向节流装置包括第一电磁换向阀6和第一单向节流阀8，第二电磁换向节流装置包括第二电磁换向阀7和第二单向节流阀9，多路换向阀3的两个工作油口分别连通第一电磁换向阀6和第二电磁换向阀7的进出油口，第一电磁换向阀6的一个工作油口通过第一单向节流阀8连接推进油缸16的无杆腔，第一电磁换向阀6的另一个工作油口直接连接推进油缸16的无杆腔，第二电磁换向阀7的一个工作油口通过第二单向节流阀9连接推进油缸16的有杆腔，第二电磁换向阀7的另一个工作油口直接连接推进油缸16的有杆腔。

具体地，第一电磁换向阀6和第二电磁换向阀7具体为两位三通电磁换向阀，两位三通电磁换向阀处于第一工作位时，直接连接推进油缸16，两位三通电磁换向阀处于第二工作位时，通过单向节流阀连通推进油缸16。

当凿岩台车处于开孔工作模式和凿岩工作模式时，第一电磁换向节流装置和第二电磁换向节流装置处于非节流状态，即第一电磁换向阀6和第二电磁换向阀7失电均处于第一工作位，液压油进出推进油缸16仅流经第一电磁换向阀6和第二电磁换向阀7，不会流经第一单向节流阀8和第二单向节流阀9，可以理解为无阻尼流通。

当凿岩台车处于接卸杆模式时，第一电磁换向节流装置和第二电磁换向节流装置处于节流状态，即第一电磁换向阀6和第二电磁换向阀7得电均处于第二工作位，液压油进入推进油缸16时需要流经电磁换向阀和单向节流阀的节流支路，进行流速调控，液压流出推进油缸16时需要流经电磁换向阀和单向节流阀的单向阀支路，不进行流速调控。

此时，冲击总先导控制油CJ和开孔低冲击先导控制油KK都处于泄压状态，第一液控换向阀12和第二液控换向阀13均处于泄压状态，进出油口连通，能够同时绕过第三单向节流阀10和第四单向节流阀11进行工作。推进油缸16伸出时，液压泵2高压油依次经过多路换向阀3、第一电磁换向阀6、第一单向节流阀8的节流支路、第二液控换向阀13进入推进油缸16的无杆腔，推进油缸16伸出，第一单向节流阀8调节接卸杆时推进油缸16的伸出速度。推进油缸16缩回时，液压泵2高压油依次经过多路换向阀3、第二电磁换向阀7、第二单向节流阀9的节流支路，进入推进油缸16的有杆腔，推进油缸16缩回，第二单向节流阀9调节接卸杆时推进油缸16缩回速度。低压油的回油路径相同，但是经过单向节流阀的单向阀支路，不需进行速度调节。

当凿岩台车空推时，第一电磁换向阀6和第二电磁换向阀7失电，冲击总先导控制油CJ和开孔低冲击先导控制油KK都处于泄压状态。推进油缸16伸出时，液压泵2高压油依次经过多路换向阀3、第一电磁换向阀6、第二液控换向阀13直接进入推进油缸16无杆腔，推进油缸16有杆腔内的低压油经过第二电磁换向阀7和多路换向阀3回油箱。推进油缸16缩回时，液压泵2高压油依次经过多路换向阀3、第二电磁换向阀7直接进入推进油缸16有杆腔，推进油缸16无杆腔内的低压油经过第二液控换向阀13、第一电磁换向阀6、多路换向阀3回油箱。因此，凿岩台车空推时，推进速度不经过系统的单向节流阀调速，推进油缸16推进伸出及回退速度高，系统工作效率高。

对凿岩模式推进速度进行分工况分级限定，根据不同冲击工况进行推进速度的切换控制。根据推进速度要求，一般开孔推进速度要求最低，凿岩推进速度次之，空推过程一般全速以提高工作效率。开孔和凿岩推进最大速度通过单向节流阀调定，将开孔模式及冲击工况的控制先导油反馈到控制系统，进而实现不同推进速度模式自动匹配。避免了开孔、凿岩遇到溶洞、裂隙复杂地质等出现的推进速度过大、速度不受控等问题，实现了空打过程推进速度控制，减小了凿岩台车损耗，降低了操作人员的作业量。具有接卸杆推进速度控制，通过节流调速调定接卸杆推进速度与回转速度匹配，通过控制模式切换，只要将手柄定位到推进位，即可简单实现接卸杆动作匹配，不需要人工实时调整，降低了接卸杆操控难度，提高了系统的操控性，改善了施工效率。

除了上述推进液压控制系，本发明的具体实施方式还提供一种包括上述推进液压控制系的凿岩台车，该凿岩台车其他各部分的结构请参考现有技术，本文不再赘述。

具体地，上述凿岩台车可以是中深孔凿岩台车。

以上对本发明所提供的凿岩台车及其推进液压控制系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种凿岩台车的推进液压控制系统，包括液压泵（2）、推进油缸（16）和用于控制所述推进油缸（16）换向的多路换向阀（3），其特征在于，所述多路换向阀（3）的两个工作油口分别连通第一电磁换向节流装置和第二电磁换向节流装置的进出油口，所述第一电磁换向节流装置通过并联的第一液控换向阀（12）和第二液控换向阀（13）连通所述推进油缸（16）的无杆腔，所述第二电磁换向节流装置连通所述推进油缸（16）的有杆腔，所述推进液压控制系统还包括串联的第三单向节流阀（10）和第四单向节流阀（11），所述第三单向节流阀（10）与所述第一液控换向阀（12）并联，所述第四单向节流阀（11）与所述第一液控换向阀（12）串联，与所述第二液控换向阀（13）并联，所述第一液控换向阀（12）能够接收开孔低冲击先导控制油，所述第二液控换向阀（13）能够接收冲击总先导控制油，所述第一液控换向阀（12）和所述第二液控换向阀（13）能够根据先导控制油的状态切换工作位以控制液压油是否通过所述第三单向节流阀（10）和/或第四单向节流阀（11）进出所述推进油缸（16）的无杆腔。

2.根据权利要求1所述的推进液压控制系统，其特征在于，所述第三单向节流阀（10）的调定流量小于所述第四单向节流阀（11）的调定流量。

3.根据权利要求2所述的推进液压控制系统，其特征在于，所述第一液控换向阀（12）和所述第二液控换向阀（13）具体为两位三通液控换向阀，所述两位三通液控换向阀的液控口高压时进出油口隔绝，所述两位三通液控换向阀的液控口泄压时进出油口导通。

4.根据权利要求3所述的推进液压控制系统，其特征在于，所述两位三通液控换向阀的液控口通过阻尼接收先导控制油。

5.根据权利要求1所述的推进液压控制系统，其特征在于，所述多路换向阀（3）具体为三位六通换向阀，所述三位六通换向阀处于第一工作位时，液压油能够进入所述推进油缸（16）的无杆腔，所述三位六通换向阀处于第二工作位时，液压油能够进入所述推进油缸（16）的有杆腔，所述三位六通换向阀处于第三工作位时，处于卸载状态。

6.根据权利要求5所述的推进液压控制系统，其特征在于，所述三位六通换向阀和所述液压泵（2）之间设置有安全单向阀（5）和溢流阀（4）。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的推进液压控制系统，其特征在于，所述第一电磁换向节流装置包括第一电磁换向阀（6）和第一单向节流阀（8），所述第二电磁换向节流装置包括第二电磁换向阀（7）和第二单向节流阀（9），所述多路换向阀（3）的两个工作油口分别连通第一电磁换向阀（6）和第二电磁换向阀（7）的进出油口，所述第一电磁换向阀（6）的一个工作油口通过第一单向节流阀（8）连接所述第三单向节流阀（10），所述第一电磁换向阀（6）的另一个工作油口直接连接所述第三单向节流阀（10），所述第二电磁换向阀（7）的一个工作油口通过第二单向节流阀（9）连接所述推进油缸（16）的有杆腔，所述第二电磁换向阀（7）的另一个工作油口直接连接所述推进油缸（16）的有杆腔。

8.根据权利要求7所述的推进液压控制系统，其特征在于，所述第一电磁换向阀（6）和所述第二电磁换向阀（7）具体为两位三通电磁换向阀，所述两位三通电磁换向阀处于第一工作位时，直接连接所述推进油缸（16），所述两位三通电磁换向阀处于第二工作位时，通过单向节流阀连通所述推进油缸（16）。

9.一种凿岩台车，包括推进液压控制系统，其特征在于，所述推进液压控制系统具体为权利要求1至8任意一项所述的推进液压控制系统。

10.根据权利要求9所述的凿岩台车，其特征在于，所述凿岩台车具体为中深孔凿岩台车。