CN110296111B - 一种液压马达系统、旋挖钻机及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液压工程技术领域，具体而言，涉及一种液压马达系统、旋挖钻机及使用方法。一种液压马达系统包括主泵、先导泵、换向阀、补油安全阀、液压马达、两级减速机、先导控制阀、顺序阀、第一电磁阀和第二电磁阀；主泵依次通过换向阀、补油安全阀与液压马达连接，先导控制阀通过第一电磁阀与换向阀连接，先导控制阀与先导泵连接；液压马达远离补油安全阀的一端与两级减速机连接；顺序阀的一端与两级减速机连接，顺序阀的另一端通过第二电磁阀与先导泵连接。

Description

一种液压马达系统、旋挖钻机及使用方法

技术领域

本发明涉及液压工程技术领域，具体而言，涉及一种液压马达系统、旋挖钻机及使用方法。

背景技术

旋挖钻机是桩基工程建设中的一种钻孔设备，主要应用在高速铁路、地铁、高层建筑等灌注桩基建设中，旋挖钻机具有装机功率大、输出扭矩大、机动灵活、噪声小、钻孔效率高、成孔质量好、环境污染小等优点，是目前世界最先进的灌注桩钻孔设备。目前，旋挖钻机配合不同的钻斗、刀具，能适应大部分地区的地质条件。钻机打桩时，钻杆的驱动力完全取决于动力头的输出能力，因此动力头为旋挖钻机的关键部件，其性能好坏直接影响钻机整机的工作效率。

发明内容

本发明的目的包括提供一种液压马达系统，能够实现打桩钻进模式和高速甩土模式的平稳自由切换，既满足打桩时的低速大扭矩要求又满足甩土时的高速回转要求，从而显著地提升施工效率。

本发明的另一目的包括提供一种包括上述液压马达系统的旋挖钻机。

本发明的另一目的包括提供一种液压马达系统的使用方法。

本发明的实施例通过以下技术方案实现：

一种液压马达系统，其包括主泵、先导泵、换向阀、补油安全阀、液压马达、两级减速机、先导控制阀、顺序阀、第一电磁阀和第二电磁阀；

主泵依次通过换向阀、补油安全阀与液压马达连接，先导控制阀通过第一电磁阀与换向阀连接，先导控制阀与先导泵连接；

液压马达远离补油安全阀的一端与两级减速机连接；

顺序阀的一端与两级减速机连接，顺序阀的另一端通过第二电磁阀与先导泵连接。

在本发明的一种实施例中：

上述还包括冷却泵，冷却泵通过冷却管路与两级减速机连接。

在本发明的一种实施例中：

上述还包括第一节流阀，冷却管路通过第一节流阀与两级减速机连接；

冷却泵通过第一节流阀的节流口为两级减速机提供必要的冷却油液和冷却压力。

在本发明的一种实施例中：

上述还包括第一溢流阀，第一溢流阀设置在冷却管路上。

在本发明的一种实施例中：

上述还包括单向阀，单向阀设置在冷却管路上；

冷却回路的流量和压力取决于冷却泵的排量和单向阀的开启压力。

在本发明的一种实施例中：

上述还包括第二溢流阀；

先导泵通过第二溢流阀与顺序阀连接。

在本发明的一种实施例中：

上述还包括第二节流阀，换向阀远离主泵的一端通过第二节流阀与主泵连接。

一种旋挖钻机，其包括上述任一项的液压马达系统。

一种使用方法，其基于上述任一项的液压马达系统；

使用方法至少包括以下步骤：

打桩钻进模式：

先导控制阀工作在左位，换向阀工作在左位，第一电磁阀和第二电磁阀均处于失电状态，两级减速机工作在高速比状态；

高速甩土模式：

启用高甩模式后，首先使第一电磁阀和第二电磁阀均处于得电状态，得电预设时间单元后，第一电磁阀失去电，第二电磁阀一直得电，两级减速机工作在低速比状态；

关闭高甩模式时，首先第一电磁阀得电，使液压马达停止转动，同时第一电磁阀失电，失电预设时间单元后，两级减速机恢复至高速比状态，第一电磁阀和第一电磁阀一直处于失电状态。

在本发明的一种实施例中：

上述还包括速比切换控制步骤：

首先使第一电磁阀得电，使第二电磁阀处于得电状态，经过延时后，合上先前松开的摩擦片，实现两级减速机由高速比切换到低速比；

使第一电磁阀得电，第二电磁阀处于失电状态，经过延时后，实现

两级减速机由低速比切换到高速比。

本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

液压马达系统及旋挖钻机，主要包括负流量控制液压泵、负流量控制阀、先导液压泵、冷却液压泵、先导控制手柄阀、液控换向阀、补油安全阀、高速电比例变量马达、两级减速机、速比切换顺序阀、高甩模式切换方向阀。能够实现打桩钻进模式和高速甩土模式的平稳自由切换，既满足打桩时的低速大扭矩要求又满足甩土时的高速回转要求，从而显著地提升施工效率。综上，这样的液压马达系统结构简单、操作方便，能够明显地提高旋挖的工作效率，且制造方便，有利于大规模流水线生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例的第一结构图；

图2为本发明实施例的第二结构图。

图标：1-主泵；2-先导泵；3-冷却泵；4-第一溢流阀；5-第二溢流阀；6-换向阀；11-第一节流阀；7-第二节流阀；8-补油安全阀；9-液压马达；10-两级减速机；12-先导控制阀；13-第一电磁阀；14-第二电磁阀；15-顺序阀；16-单向阀。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

请参照图1，图1为本发明实施例提供的一种液压马达9系统的结构示意图。从图1中可以看出一种液压马达9系统包括主泵1、先导泵2、换向阀6、补油安全阀8、液压马达9、两级减速机10、先导控制阀12、顺序阀15、第一电磁阀13和第二电磁阀14。

主泵1依次通过换向阀6、补油安全阀8与液压马达9连接，先导控制阀12通过第一电磁阀13与换向阀6连接，先导控制阀12与先导泵2连接；

液压马达9远离补油安全阀8的一端与两级减速机10连接；

顺序阀15的一端与两级减速机10连接，顺序阀15的另一端通过第二电磁阀14与先导泵2连接。

进一步的，上述还包括冷却泵3，冷却泵3通过冷却管路与两级减速机10连接。

进一步的，上述还包括第一节流阀11，冷却管路通过第一节流阀11与两级减速机10连接；

冷却泵3通过第一节流阀11的节流口为两级减速机10提供必要的冷却油液和冷却压力。

进一步的，上述还包括第一溢流阀4，第一溢流阀4设置在冷却管路上。

进一步的，上述还包括第二溢流阀5；

先导泵2通过第二溢流阀5与顺序阀15连接。

进一步的，上述还包括第二节流阀7，换向阀6远离主泵1的一端通过第二节流阀7与主泵1连接。

使用时，该液压系统包括非高甩工作模式和高甩模式，以及两级减速机10速比切换控制模式。具体的：

1.非高甩工作模式

非高甩工作模式主要应用在钻机打桩过程中，动力头需要提供足够大的输出扭矩。如图1所示，先导控制阀12工作在左位12-1，液控换向阀6工作在左位，主泵1的油液经液控换向阀6和补油安全阀8进入动力头马达A口，第一电磁阀13和第二电磁阀14处于失电状态，两级减速机10工作在高速比i2状态，同时冷却泵3经第一节流阀11的节流口为减速机提供必要的冷却油液和冷却压力。

2.高甩模式

高甩工作模式主要应用在钻机甩土过程中，动力头需要提供足够大的输出转速，提升甩土效率。如图1所示，启用高甩模式后，无论先导控制阀12工作在左位12-1还是右位12-2，首先使第一电磁阀13和第二电磁阀14处于得电状态，得电t1秒后，第一电磁阀13失去电，第二电磁阀14一直得电，主泵1的油液经液控换向阀6和补油安全阀8进入动力头马达A/B口，两级减速机10工作在低速比i1状态，同时冷却泵3经第一节流阀11的节流口为减速机提供必要的冷却油液和冷却压力。动力输出较高的转速。

关闭高甩模式时，无论先导控制阀12工作在左位12-1还是右位12-2，首先第一电磁阀13得电，使马达停止转动，同时第二电磁阀14失电，失电t2秒后，两级减速机10恢复至高速比i2状态，第一电磁阀13和第二电磁阀14一直处于失电状态。

3.两级减速机速比切换控制

进行减速机速比切换时，无论先导控制阀12工作在左位12-1还是右位12-2，首先使第一电磁阀13得电，如果减速机由高速比i2切换到低速比i1，使第二电磁阀14处于得电状态。

由于速比切换顺序阀15中15-1的设定压力为a(bar)，15-2的设定压力为b(bar)且a小于b，先导泵2的压力油通过第二电磁阀14进入速比切换顺序阀的E口，经单向阀和15-1、到达减速机制动口U1，迅速使制动缸压力到达a(bar)，切断15-1进油，使制动缸缓慢打开，当E口压力到达b(bar)时，15-2被打开，控制油经15-2进入另一制动缸小腔U2口，经延时，合上先前松开的摩擦片，实现减速机由高速比i2切换到低速比i1。

如果减速机由低速比i1切换到高速比i2，使第一电磁阀13得电，第二电磁阀14处于失电状态，经延时，U1口合上先前松开的摩擦片，U2口松开先前压紧的摩擦片。

这里，减速机冷却回路的压力和流量取决于溢流阀4和节流孔11的直径尺寸。

可选的，如图2所示，在本发明的其他实施方式中，液压马达系统还包括单向阀16，单向阀16设置在冷却管路上；冷却回路的流量和压力取决于冷却泵3的排量和单向阀16的开启压力。

本发明的本实施例还提供一种旋挖钻机，其包括上述任一项的液压马达9系统。

实施例2

本发明的本实施例提供一种液压马达9系统发热使用方法，其基于上述的液压马达9系统；

使用方法至少包括以下步骤：

打桩钻进模式：

先导控制阀12工作在左位，换向阀6工作在左位，第一电磁阀13和第二电磁阀14均处于失电状态，两级减速机10工作在高速比状态；

高速甩土模式：

启用高甩模式后，首先使第一电磁阀13和第二电磁阀14均处于得电状态，得电预设时间单元后，第一电磁阀13失去电，第二电磁阀14一直得电，两级减速机10工作在低速比状态；

关闭高甩模式时，首先第一电磁阀13得电，使液压马达9停止转动，同时第一电磁阀13失电，失电预设时间单元后，两级减速机10恢复至高速比状态，第一电磁阀13和第一电磁阀13一直处于失电状态。

进一步的，上述还包括速比切换控制步骤：

首先使第一电磁阀13得电，使第二电磁阀14处于得电状态，经过延时后，合上先前松开的摩擦片，实现两级减速机10由高速比切换到低速比；

使第一电磁阀13得电，第二电磁阀14处于失电状态，经过延时后，实现

两级减速机10由低速比切换到高速比。具体的：

1.非高甩工作模式

非高甩工作模式主要应用在钻机打桩过程中，动力头需要提供足够大的输出扭矩。如图1所示，先导控制阀12工作在左位12-1，液控换向阀6工作在左位，主泵1的油液经液控换向阀6和补油安全阀8进入动力头马达A口，第一电磁阀13和第二电磁阀14处于失电状态，两级减速机10工作在高速比i2状态，同时冷却泵3经第一节流阀11的节流口为减速机提供必要的冷却油液和冷却压力。

2.高甩模式

高甩工作模式主要应用在钻机甩土过程中，动力头需要提供足够大的输出转速，提升甩土效率。如图1所示，启用高甩模式后，无论先导控制阀12工作在左位12-1还是右位12-2，首先使第一电磁阀13和第二电磁阀14处于得电状态，得电t1秒后，第一电磁阀13失去电，第二电磁阀14一直得电，主泵1的油液经液控换向阀6和补油安全阀8进入动力头马达A/B口，两级减速机10工作在低速比i1状态，同时冷却泵3经节流口11为减速机提供必要的冷却油液和冷却压力。动力输出较高的转速。

关闭高甩模式时，无论先导控制阀12工作在左位12-1还是右位12-2，首先第一电磁阀13得电，使马达停止转动，同时第二电磁阀14失电，失电t2秒后，两级减速机10恢复至高速比i2状态，第一电磁阀13和第二电磁阀14一直处于失电状态。

3.两级减速机速比切换控制

进行减速机速比切换时，无论先导控制阀12工作在左位12-1还是右位12-2，首先使第一电磁阀13得电，如果减速机由高速比i2切换到低速比i1，使第二电磁阀14处于得电状态。

由于速比切换顺序阀15中15-1的设定压力为a(bar)，15-2的设定压力为b(bar)且a小于b，先导泵2的压力油通过第二电磁阀14进入速比切换顺序阀E口，经单向阀和15-1、到达减速机制动口U1，迅速使制动缸压力到达a(bar)，切断15-1进油，使制动缸缓慢打开，当E口压力到达b(bar)时，15-2被打开，控制油经15-2进入另一制动缸小腔U2口，经延时，合上先前松开的摩擦片，实现减速机由高速比i2切换到低速比i1。

如果减速机由低速比i1切换到高速比i2，使第一电磁阀13得电，第二电磁阀14处于失电状态，经延时，U1口合上先前松开的摩擦片，U2口松开先前压紧的摩擦片。

本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

液压马达9系统及旋挖钻机，主要包括负流量控制液压泵、负流量控制阀、先导液压泵、冷却液压泵、先导控制手柄阀、液控换向阀6、补油安全阀8、高速电比例变量马达、两级减速机10、速比切换顺序阀15、高甩模式切换方向阀。能够实现打桩钻进模式和高速甩土模式的平稳自由切换，既满足打桩时的低速大扭矩要求又满足甩土时的高速回转要求，从而显著提升施工效率。综上，这样的液压马达9系统结构简单、操作方便，能够明显地提高旋挖的工作效率，且制造方便，有利于大规模流水线生产。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (8)

1.一种液压马达系统，其特征在于：

包括主泵、先导泵、换向阀、补油安全阀、液压马达、两级减速机、先导控制阀、顺序阀、第一电磁阀和第二电磁阀；

所述主泵依次通过所述换向阀、所述补油安全阀与所述液压马达连接，所述先导控制阀通过所述第一电磁阀与所述换向阀连接，所述先导控制阀与所述先导泵连接；

所述液压马达远离所述补油安全阀的一端与所述两级减速机连接；

所述顺序阀的一端与所述两级减速机连接，所述顺序阀的另一端通过所述第二电磁阀与所述先导泵连接；

还包括冷却泵，所述冷却泵通过冷却管路与所述两级减速机连接；

还包括第一节流阀，所述冷却管路通过所述第一节流阀与所述两级减速机连接；

所述冷却泵通过第一节流阀的节流口为所述两级减速机提供必要的冷却油液和冷却压力。

2.根据权利要求1所述的液压马达系统，其特征在于：

还包括第一溢流阀，所述第一溢流阀设置在所述冷却管路上。

3.根据权利要求1所述的液压马达系统，其特征在于：

还包括单向阀，所述单向阀设置在所述冷却管路上；

所述冷却管路的流量和压力取决于所述冷却泵的排量和所述单向阀的开启压力。

4.根据权利要求1－3中任一项所述的液压马达系统，其特征在于：

还包括第二溢流阀；

所述先导泵通过所述第二溢流阀与所述顺序阀连接。

5.根据权利要求1－3中任一项所述的液压马达系统，其特征在于：

还包括第二节流阀，所述换向阀远离所述主泵的一端通过所述第二节流阀与所述主泵连接。

6.一种旋挖钻机，其特征在于：

所述旋挖钻机包括权利要求1－5中任一项所述的液压马达系统。

7.一种液压马达系统使用方法，其特征在于：

所述液压马达系统使用方法基于权利要求1－5中任一项所述的液压马达系统；

所述液压马达系统使用方法至少包括以下步骤：

打桩钻进模式：

所述先导控制阀工作在左位，所述换向阀工作在左位，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀均处于失电状态，所述两级减速机工作在高速比状态；

高速甩土模式：

启用高甩模式后，首先使所述第一电磁阀和第二电磁阀均处于得电状态，得电预设时间单元后，第一电磁阀失去电，第二电磁阀一直得电，所述两级减速机工作在低速比状态；

关闭高甩模式时，首先所述第一电磁阀得电，使所述液压马达停止转动；同时所述第一电磁阀失电，失电预设时间单元后，所述两级减速机恢复至高速比状态，所述第一电磁阀和所述第二电磁阀一直处于失电状态。

8.根据权利要求7所述的液压马达系统使用方法，其特征在于：

还包括速比切换控制步骤：

首先使第一电磁阀得电，使第二电磁阀处于得电状态，经过延时后，合上先前松开的摩擦片，实现两级减速机由高速比切换到低速比；

使第一电磁阀得电，第二电磁阀处于失电状态，经过延时后，实现所述两级减速机由低速比切换到高速比。

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