CN110510536A - 旋挖钻机主卷扬控制系统、旋挖钻机及旋挖钻机控制方法 - Google Patents

旋挖钻机主卷扬控制系统、旋挖钻机及旋挖钻机控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种旋挖钻机主卷扬控制系统、旋挖钻机及旋挖钻机控制方法，旋挖钻机主卷扬控制系统包括第一油口、第二油口、第一主油路、第二主油路、辅助油路、浮动阀、第三油口和第四油口，第一主油路连接于第一油口和第三油口之间，第二主油路连接于第二油口和第四油口之间，浮动阀的一端连接于第一主油路，另一端连接于第二主油路，辅助油路连接于第四油口，且与第四油口连通或断开，并在连通时对第四油口建立背压。该旋挖钻机主卷扬控制系统、旋挖钻机及旋挖钻机控制方法中，在浮动状态下结束后，可通过辅助油路给第四油口建立背压，使主卷扬马达反转，向上拉紧钢丝绳，避免钢丝绳松弛而乱绳，进而避免钢丝绳磨损，大大延长了钢丝绳的使用寿。

Description

旋挖钻机主卷扬控制系统、旋挖钻机及旋挖钻机控制方法
技术领域
本发明涉及基础施工技术领域，特别是涉及一种旋挖钻机主卷扬控制系统、旋挖钻机及旋挖钻机控制方法。
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。
旋转钻机在主卷扬浮动放绳或浮动钻进时，由于触地后或长时间钻进，惯性与钢丝绳的重量会使主卷扬钢丝绳松弛，长时间处于这种情况钢丝绳会出现乱绳，并导致钢丝绳磨损，降低钢丝绳的使用寿命。
前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种旋挖钻机主卷扬控制系统、旋挖钻机及旋挖钻机控制方法，可避免旋挖钻机处于浮动状态时主卷扬钢丝绳松弛而导致的钢丝绳磨损问题。
本发明提供一种旋挖钻机主卷扬控制系统，包括第一油口、第二油口、第一主油路、第二主油路、辅助油路、浮动阀、第三油口和第四油口，所述第一主油路连接于所述第一油口和所述第三油口之间，所述第二主油路连接于所述第二油口和所述第四油口之间，所述浮动阀的一端连接于所述第一主油路，另一端连接于所述第二主油路，以打开或关闭以连通或断开第所述一油口与所述第二油口，所述辅助油路连接于所述第四油口，且与所述第四油口连通或断开，并在连通时对所述第四油口建立背压。
在其中一实施例中，所述辅助油路包括换向阀、进油口和背压阀，所述换向阀设于所述进油口和所述第四油口之间，所述背压阀与所述换向阀并联于所述第四油口和所述进油口之间，所述换向阀连通或断开所述辅助油路与所述第四油口，所述背压阀用于在辅助油路上建立背压。
在其中一实施例中，所述旋挖钻机主卷扬控制系统还包括串联的第二单向阀和第三单向阀，所述第二单向阀的一端连接于所述第一主油路，所述第三单向阀的一端连接于所述第二主油路，所述辅助油路还连接于所述第二单向阀和所述第三单向阀之间，且所述第二单向阀所述和第三单向阀设置为允许液压油从所述辅助油路流向所述第一主油路或所述第二主油路。
在其中一实施例中，所述旋挖钻机主卷扬控制系统还包括补油油路，所述补油油路接于所述第二单向阀和所述第三单向阀之间。
在其中一实施例中，所述旋挖钻机主卷扬控制系统还包括平衡阀，所述平衡阀设于所述第二主油路上，以连通或断开所述第二油口与所述第四油口，所述平衡阀的控制油口连接于所述第一主油路。
在其中一实施例中，所述旋挖钻机主卷扬控制系统还包括选择阀和浮动解锁油路，所述选择阀的两端分别连接于所述第一主油路和所述第二主油路，并择一地与所述第一主油路和所述第二主油路连通，所述选择阀的出油口连接于所述浮动解锁油路，所述浮动解锁油路用于连接于主卷扬的制动器。
在其中一实施例中，所述浮动解锁油路包括浮动解锁阀、减压阀和液动阀，所述减压阀连接于所述选择阀的出油口，所述液动阀设于所述减压阀和所述浮动解锁阀之间。
本发明还提供一种旋挖钻机，包括上述旋挖钻机主卷扬控制系统。
本发明还提供一种旋挖钻机控制方法，用于控制上述旋挖钻机主卷扬控制系统，包括步骤：
按下旋挖钻机的浮动按钮，将所述浮动阀打开，并控制液压油从所述第二油口进入，经所述第二主油路到达所述浮动阀，所述浮动阀打开将所述第一油口和所述第二油口直接连通；
松开旋挖钻机的浮动按钮，将所述浮动阀关闭，使所述第一油口和所述第二油口的直接连通断开；
控制所述辅助油路与所述第二油口连通，所述辅助油路建立的背压使主卷扬马达反转；
控制所述辅助油路与所述第二油口断开。
在其中一实施例中，在松开旋挖钻机的浮动按钮，将所述浮动阀关闭之后延迟第一预定时间后，再控制所述辅助油路与所述第二油口连通；在控制所述辅助油路与所述第二油口连通之后延迟第二预定时间后，再控制所述辅助油路与所述第二油口断开。
本发明的旋挖钻机主卷扬控制系统及、旋挖钻机及旋挖钻机控制方法中，在浮动状态下结束后，可通过辅助油路给第四油口建立背压，使主卷扬马达反转，向上拉紧钢丝绳，避免钢丝绳松弛而乱绳，进而避免钢丝绳磨损，大大延长了钢丝绳的使用寿。
附图说明
图1为本发明一实施例的旋挖钻机主卷扬控制系统的原理示意图。
图2为本发明一实施例的旋挖钻机控制方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
请参图1，本发明一实施例中提供的旋挖钻机主卷扬控制系统，包括第一油口11、第二油口13、第一主油路15、第二主油路17、辅助油路19、浮动阀21、第三油口25和第四油口27。第一主油路15连接于第一油口11和第三油口25之间，第二主油路17连接于第二油口13和第四油口27之间。浮动阀21的一端连接于第一主油路15，另一端连接于第二主油路17，以打开或关闭以连通或断开第一油口11与第二油口13。辅助油路19连接于第四油口27，且与第四油口27连通或断开，并在连通时对第四油口27建立背压。
通过本旋挖钻机主卷扬控制系统，在浮动状态下结束后，可通过辅助油路19给第四油口27建立背压，使主卷扬马达反转，向上拉紧钢丝绳，避免钢丝绳松弛而乱绳，进而避免钢丝绳磨损，大大延长了钢丝绳的使用寿命。
本实施例中，第一油口11和第二油口13分别连接于主泵的两端，由主泵给第一油口11或第二油口13供油。第二油口25和第四油口27分别连接于主卷扬马达的两端，以给主卷扬马达供油，第二油口25进油时，第四油口27回油，主卷扬马达可正转，第四油口27进油时，第二油口25回油，主卷扬马达可反转。
本实施例中，辅助油路19包括换向阀192、进油口194和背压阀196，换向阀192设于进油口194和第四油口27之间，背压阀196与换向阀192并联于第四油口27和进油口194之间，换向阀192连通或断开辅助油路19与第四油口27。通过背压阀196可建立背压，使第四油口27形成可使主卷扬马达反转的压力。具体地，背压阀196可为溢流阀。具体地，背压阀196的设定压力可设定为60bar，即背压值设定为60bar，当然，背压值也可根据需要设置为其他值。具体地，换向阀192为电磁阀。
本实施例中，浮动阀21可为电磁阀，按下主卷扬浮动按钮，浮动阀21得电，主卷扬处于浮动状态，松开主卷扬浮动按钮，浮动阀21失电，主卷扬结束浮动。在浮动状态下，第二油口13进油，第一油口11回油，第二油口13的液压油经第二主油路17后经过浮动阀21，即第一油口11与第二油口13连通，实现主卷扬浮动。具体的，浮动阀21的一端通过节流阀22与第二主油路17连接，即浮动阀21与节流阀22串联。
本实施例中，旋挖钻机主卷扬控制系统还包括平衡阀28，平衡阀28设于第二主油路17上，以连通或断开第二油口13与第四油口27，平衡阀28的控制油口连接于第一主油路15。
本实施例中，旋挖钻机主卷扬控制系统还包括单向节流阀29，单向节流阀29的两端分别连接于第一主油路15和第二主油路17。具体地，单向节流阀29的一端连接平衡阀28的控制油口。单向节流阀29包括并联的第一单向阀292和节流阀294，第一单向阀292设置为仅允许液压油从第二主油路17流向第一主油路15。
本实施例中，旋挖钻机主卷扬控制系统还包括串联的第二单向阀31和第三单向阀33，第二单向阀31的一端连接于第一主油路15，第三单向阀33的一端连接于第二主油路17，辅助油路19还连接于第二单向阀31和第三单向阀33之间，且第二单向阀31和第三单向阀33设置为允许液压油从辅助油路19流向第一主油路15或第二主油路17。这样，辅助油路19还可给第二单向阀31或第三单向阀33供油，以实现补油。具体地，通过换向阀192的换向择一地连通辅助油路19与第四油口27或第二单向阀31和第三单向阀33。
具体地，旋挖钻机主卷扬控制系统还包括补油油路35，补油油路35接于第二单向阀31和第三单向阀33之间。这样，补油油路35也可给第二单向阀31或第三单向阀33供油，以实现补油。补油油路35上设有单向阀352，以防止油液从主油路反向流向补油油路35。具体地，换向阀192包括第五油口、第六油口、第七油口和第八油口，第五油口与进油口194连通，第六油口与油箱连通，用于回油，第七油口和第八油口分别连接于第四油口27和第二单向阀31与第三单向阀33之间。油箱和第六油口之间还设有第四单向阀36，以防止第六油口回油时液压油回流。
本实施例中，旋挖钻机主卷扬控制系统还包括溢流阀37，溢流阀37的两端分别连接于第一主油路15和第二主油路17。
本实施例中，旋挖钻机主卷扬控制系统还包括选择阀39和浮动解锁油路41，选择阀39的两端分别连接于第一主油路15和第二主油路17，并择一地与第一主油路15和第二主油路17连通，选择阀39的出油口连接于浮动解锁油路41，以将第一油口11或第二油口13的进油部分引入浮动解锁油路41。浮动解锁油路41连接于外部的主卷扬的制动器(图未示)，液压油经浮动解锁油路41进入制动器后可解锁制动器，对主卷扬松开制动，当主卷扬处于浮动状态时，没有液压油从第一油口11或第二油口13进入浮动解锁油路41，因此需要将浮动解锁油路41连接于外部油路，由外部油路给制动器供油实现对制动器的解锁。具体地，选择阀39可为梭阀。
具体地，浮动解锁油路41包括浮动解锁阀412、减压阀414和液动阀416，减压阀414连接于选择阀39的出油口，液动阀416设于减压阀414和浮动解锁阀412之间。具体地，浮动解锁阀412为二位四通阀，当其位于右位时，浮动解锁阀412连通液动阀416与制动器，当其位于左位时，浮动解锁阀412连通外部油路与制动器。
以下将对本旋挖钻机主卷扬控制系统工作原理进行简单描述。
当主卷扬下降时，液压油从第一油口11进入，经第一主油路15到达第三油口25，进入主卷扬马达，然后从主卷扬马达出来经第四油口27进入第二主油路17，经平衡阀28后流到第二油口13进行回油；在此过程中，换向阀192保持断电，进油口194的液压油经换向阀192流到第二单向阀31和第三单向阀33之间，给第一主油路15补油。当主卷扬上升时，液压油从第二油口13进入，经平衡阀28、第二主油路17到达第四油口27，进入主卷扬马达，然后从主卷扬马达出来经第三油口25进入第一主油路15，然后流到第一油口11进行回油；在此过程中，换向阀192保持断电，进油口194的液压油经换向阀192流到第二单向阀31和第三单向阀33之间，给第二主油路17补油。当主卷扬需要处于浮动状态时，按下旋挖钻机的浮动按钮，将浮动阀21打开，液压油从第二油口13进入，经平衡阀28、第二主油路17到达节流阀22、浮动阀21，浮动阀21打开将第一油口11和第二油口13直接连通；在此过程中，浮动解锁阀412得电处于左位，外部油路给浮动解锁阀412供油，进而给制动器供油，解除制动器的制动，使主卷扬浮动，同时，换向阀192保持断电，进油口194的液压油经换向阀192流到第二单向阀31和第三单向阀33之间，给第二主油路17补油。当动力头钻进结束，主卷扬需要取消浮动状态时，松开主卷扬浮动按钮，此时浮动阀21断电，主卷扬停止下降，浮动结束，换向阀192得电，辅助油路19断开与第一主油路15或第二主油路17的连接，转而与第二油口27连通，背压阀196建立的背压使主卷扬马达反转，向上拉紧钢丝绳；接着，控制浮动解锁阀412得电处于右位，外部油路给浮动解锁阀412供油，使制动器的制动，同时换向阀192失电。具体地，工作时，在当动力头钻进结束，主卷扬需要取消浮动状态时，先松开主卷扬浮动按钮，此时浮动阀21断电，使浮动结束，接着在延时1秒后控制换向阀192得电，使主卷扬马达反转，然后再延迟1秒后控制浮动解锁阀412得电，使制动器的制动。
本发明还提供一种旋挖钻机，包括上述旋挖钻机主卷扬控制系统。
本发明还提供一种旋挖钻机控制方法，用于控制上述旋挖钻机主卷扬控制系统，如图2所示，包括以下步骤：
S11，按下旋挖钻机的浮动按钮，将浮动阀21打开，并控制液压油从第二油口13进入，经平衡阀28、第二主油路17到达节流阀、浮动阀21，浮动阀21打开将第一油口11和第二油口13直接连通；同时，控制浮动解锁油路41给制动器供油，解除制动器的制动，使主卷扬浮动。进一步地，还控制辅助油路19与第二单向阀31和第三单向阀33之间连通，给第二主油路17补油。具体地，控制浮动解锁阀412得电处于左位，外部油路给浮动解锁阀412供油，从而使浮动解锁油路41给制动器供油。具体地，辅助油路19与第二单向阀31和第三单向阀33连通时，换向阀192保持断电，进油口194的液压油经换向阀192流到第二单向阀31和第三单向阀33之间。此时，动力头钻进，且主卷扬处于浮动状态，主卷扬下降。
S13，松开旋挖钻机的浮动按钮，将浮动阀21关闭，使第一油口11和第二油口13的直接连通断开。这样，使主卷扬停止下降。
S15，控制辅助油路19与第二油口27连通，辅助油路19建立的背压使主卷扬马达反转，向上拉紧钢丝绳。这样，通过辅助油路19给第四油口27建立背压，使主卷扬马达反转，向上拉紧钢丝绳，避免钢丝绳松弛而乱绳，进而避免钢丝绳磨损，大大延长了钢丝绳的使用寿命。具体地，在步骤S13后延迟第一预定时间(例如延迟1秒)后执行步骤S15。
S17，控制浮动解锁油路41停止给制动器供油，使制动器制动主卷扬，同时控制辅助油路19与第二油口27断开，并重新与第二单向阀31和第三单向阀33的之间连通，以与第一主油路15或第二主油路17连通。具体地，在步骤S15后延迟第二预定时间(例如延迟1秒)后执行步骤S17。通过延迟第一预定时间和第二预定时间，可防止后一个步骤对前一个步骤造成干扰，使控制更准确。
该旋挖钻机控制方法还包括步骤：
S19，控制液压油从第一油口11进入，经第一主油路15到达第三油口25，然后经第四油口27进入第二主油路17，经平衡阀28后流到第二油口13进行回油；同时，控制浮动解锁油路41给制动器供油，解除制动器的制动；同时，控制辅助油路19与第二单向阀31和第三单向阀33之间连通，给第一主油路15补油。具体地，控制换向阀192保持断电，进油口194的液压油经换向阀192流到第二单向阀31和第三单向阀33之间，给第一主油路15补油。
该旋挖钻机控制方法还包括步骤：
S21，控制液压油从第二油口13进入，经第二主油路17到达第四油口27，然后经第三油口25进入第一主油路15，经平衡阀28后流到第一油口11进行回油；同时，控制浮动解锁油路41给制动器供油，解除制动器的制动；同时，控制辅助油路19与第二单向阀31和第三单向阀33之间连通，给第二主油路17补油。具体地，控制换向阀192保持断电，进油口194的液压油经换向阀192流到第二单向阀31和第三单向阀33之间，给第二主油路17补油。
可以理解，步骤S19和S21分别是旋挖钻机的正常下降和上升动作，其均可位于步骤S11-S17之前或之后，用户可根据需要随时控制旋挖钻机下降或上升。
在附图中，为了清晰起见，会夸大层和区域的尺寸和相对尺寸。应当理解的是，当元件例如层、区域或基板被称作“形成在”、“设置在”或“位于”另一元件上时，该元件可以直接设置在所述另一元件上，或者也可以存在中间元件。相反，当元件被称作“直接形成在”或“直接设置在”另一元件上时，不存在中间元件。
在本文中，除非另有明确的规定和限定，术语“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的具体含义。
在本文中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”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，仅是为了表达技术方案的清楚及描述方便，因此不能理解为对本发明的限制。
在本文中，用于描述元件的序列形容词“第一”、“第二”等仅仅是为了区别属性类似的元件，并不意味着这样描述的元件必须依照给定的顺序，或者时间、空间、等级或其它的限制。
在本文中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种旋挖钻机主卷扬控制系统，其特征在于，包括第一油口(11)、第二油口(13)、第一主油路(15)、第二主油路(17)、辅助油路(19)、浮动阀(21)、第三油口(25)和第四油口(27)，所述第一主油路(15)连接于所述第一油口(11)和所述第三油口(25)之间，所述第二主油路(17)连接于所述第二油口(13)和所述第四油口(27)之间，所述浮动阀(21)的一端连接于所述第一主油路(15)，另一端连接于所述第二主油路(17)，以打开或关闭以连通或断开第所述第一油口(11)与所述第二油口(13)，所述辅助油路(19)连接于所述第四油口(27)，且与所述第四油口(27)连通或断开，并在连通时对所述第四油口(27)建立背压。
2.如权利要求1所述的旋挖钻机主卷扬控制系统，其特征在于，所述辅助油路(19)包括换向阀(192)、进油口(194)和背压阀(196)，所述换向阀(192)设于所述进油口(194)和所述第四油口(27)之间，所述背压阀(196)与所述换向阀(192)并联于所述第四油口(27)和所述进油口(194)之间，所述换向阀(192)连通或断开所述辅助油路(19)与所述第四油口(27)，所述背压阀(196)用于在辅助油路(19)上建立背压。
3.如权利要求1所述的旋挖钻机主卷扬控制系统，其特征在于，所述旋挖钻机主卷扬控制系统还包括串联的第二单向阀(31)和第三单向阀(33)，所述第二单向阀(31)的一端连接于所述第一主油路(15)，所述第三单向阀(33)的一端连接于所述第二主油路(17)，所述辅助油路(19)还连接于所述第二单向阀(31)和所述第三单向阀(33)之间，且所述第二单向阀(31)所述和第三单向阀(33)设置为允许液压油从所述辅助油路(19)流向所述第一主油路(15)或所述第二主油路(17)。
4.如权利要求3所述的旋挖钻机主卷扬控制系统，其特征在于，所述旋挖钻机主卷扬控制系统还包括补油油路(35)，所述补油油路(35)接于所述第二单向阀(31)和所述第三单向阀(33)之间。
5.如权利要求1所述的旋挖钻机主卷扬控制系统，其特征在于，所述旋挖钻机主卷扬控制系统还包括平衡阀(28)，所述平衡阀(28)设于所述第二主油路(17)上，以连通或断开所述第二油口(13)与所述第四油口(27)，所述平衡阀(28)的控制油口连接于所述第一主油路(15)。
6.如权利要求1所述的旋挖钻机主卷扬控制系统，其特征在于，所述旋挖钻机主卷扬控制系统还包括选择阀(39)和浮动解锁油路(41)，所述选择阀(39)的两端分别连接于所述第一主油路(15)和所述第二主油路(17)，并择一地与所述第一主油路(15)和所述第二主油路(17)连通，所述选择阀(39)的出油口连接于所述浮动解锁油路(41)，所述浮动解锁油路(41)用于连接于主卷扬的制动器。
7.如权利要求6所述的旋挖钻机主卷扬控制系统，其特征在于，所述浮动解锁油路(41)包括浮动解锁阀(412)、减压阀(414)和液动阀(416)，所述减压阀(414)连接于所述选择阀(39)的出油口，所述液动阀(416)设于所述减压阀(414)和所述浮动解锁阀(412)之间。
8.一种旋挖钻机，其特征在于，包括权利要求1-7任意一项所述的旋挖钻机主卷扬控制系统。
9.一种旋挖钻机控制方法，用于控制权利要求1-8任意一项所述的旋挖钻机主卷扬控制系统，包括步骤：
按下旋挖钻机的浮动按钮，将所述浮动阀(21)打开，并控制液压油从所述第二油口(13)进入，经所述第二主油路(17)到达所述浮动阀(21)，所述浮动阀(21)打开将所述第一油口(11)和所述第二油口(13)直接连通；
松开旋挖钻机的浮动按钮，将所述浮动阀(21)关闭，使所述第一油口(11)和所述第二油口(13)的直接连通断开；
控制所述辅助油路(19)与所述第二油口(27)连通，所述辅助油路(19)建立的背压使主卷扬马达反转；
控制所述辅助油路(19)与所述第二油口(27)断开。
10.如权利要求9所述的旋挖钻机控制方法，其特征在于，在松开旋挖钻机的浮动按钮，将所述浮动阀(21)关闭之后延迟第一预定时间后，再控制所述辅助油路(19)与所述第二油口(27)连通；在控制所述辅助油路(19)与所述第二油口(27)连通之后延迟第二预定时间后，再控制所述辅助油路(19)与所述第二油口(27)断开。
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