CN112499405B - 一种土壤检测修复工作站的液压卷盘系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公布一种土壤检测修复工作站的液压卷盘系统及控制方法。液压齿轮泵出油口连接有换向阀Ⅰ和溢流阀；换向阀Ⅰ出油口连接有换向阀Ⅱ；换向阀Ⅱ连接在液压马达两侧的A1油口和B1油口；液压马达两侧的A1油口和B1油口之间连接有比例溢流阀；液压马达B1油口通过单向阀Ⅰ连通至液压油箱；液压马达A1油口连接有压力传感器；压力传感器电连接有控制器，控制器电连接比例溢流阀。本发明可以实现，钻机驶出工作站时，液压胶管与钻机随动；钻机驶回工作站时，卷盘收管速度与钻机行驶速度同步；同时通过电液控制，保证胶管在一定张力的情况下缠绕在卷盘上，有效防止胶管过于松弛而磨损或者张力过大而拽坏。

Description

一种土壤检测修复工作站的液压卷盘系统及控制方法
技术领域
本发明涉及环卫设备技术领域，具体是一种土壤检测修复工作站的液压卷盘系统及控制方法。
背景技术
土壤检测修复工作站是一种集无扰动污染场地采样、快速转移、原位注射修复和原位实时检测等技术为一体的综合性装备。土壤取样、修复由自行走履带式钻机完成，同时汽车底盘安装尾梯，钻机通过尾梯可自由驶入驶出汽车底盘。钻机工作及行走动力均来自于钻机液压泵，底盘发动机通过全功率取力器将动力传递到钻机液压泵。液压油箱也设置在汽车底盘上。液压泵通过液压胶管将高压液压能传递到钻机液压阀组。钻机工作或行走时，始终有两根液压胶管随动。目前，钻机工作时，两根液压胶管是靠人工拖动，非常费劲，而且胶管与钻机同步性差，胶管易被拉坏或磨损。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种土壤检测修复工作站的液压卷盘系统及控制方法。
本发明通过以下技术方案实现：一种土壤检测修复工作站的液压卷盘系统，包括液压齿轮泵，液压齿轮泵通过取力器安装在底盘变速箱取力口，液压齿轮泵从液压油箱中吸油；
所述液压齿轮泵出油口连接有换向阀Ⅰ和溢流阀；所述换向阀Ⅰ出油口连接有换向阀Ⅱ；所述换向阀Ⅱ连接在液压马达两侧的A1油口和B1油口；
所述液压马达两侧的A1油口和B1油口之间连接有比例溢流阀；液压马达B1油口通过单向阀Ⅰ连通至液压油箱；液压马达A1油口连接有压力传感器；
所述压力传感器电连接有控制器，控制器电连接所述比例溢流阀。
其进一步是：所述换向阀Ⅰ是二位四通换向阀，用于控制系统卸荷和油路换向。
所述换向阀Ⅱ两位三通换向阀，用于控制液压马达转动方向，进而控制卷盘收管或者放管。
所述比例溢流阀为板式阀，比例溢流阀开启压力和电流成正比。
卷盘轴端通过平键安装有链轮Ⅱ；所述液压马达安装在链轮Ⅰ的链轮轴上，链轮Ⅰ通过链条将动力传递到卷盘轴端链轮Ⅱ。
所述卷盘安装在工作站箱体内，卷盘具有高压侧和低压侧，高压侧和低压侧各装有旋转接头；高压侧的旋转接头通过高压胶管连接钻机液压系统工作泵，高压侧卷盘轴油口连接钻机高压胶管；低压侧的旋转接头通过低压胶管连接液压油箱，低压侧卷盘轴油口低压胶管连接钻机低压胶管。
一种土壤检测修复工作站的液压卷盘控制方法，步骤如下：
控制钻机驶出工作站时，换向阀Ⅱ得电，换向阀Ⅰ、电比例溢流阀均不得电，此时液压马达的A1油口与B1油口连通，钻机行走带动液压胶管，液压胶管张力迫使卷盘转动而放管；
控制钻机驶回工作站时，换向阀Ⅱ不得电，换向阀Ⅰ、电比例溢流阀同时得电，油液经换向阀Ⅰ和换向阀Ⅱ进入液压马达A1油口，经液压马达B1油口回液压油箱，实现卷盘转动而收管；
压力传感器时时采集A1油口的压力信号，并将压力信号反馈到控制器，A1油口压力越大，卷盘收管速度越快，当收管速度大于钻机行驶速度，胶管张力过大时，A1油口压力最高；控制器接收压力传感器的反馈信号，并将反馈信号与设定信号比较，然后调节比例溢流阀的压力值，进而控制液压马达带动卷盘速度，实现卷盘收管速度与钻机行驶速度同步。
其进一步是：根据钻机最大速度、卷盘直径、液压马达的排量匹配系统流量；根据液压胶管的重量及承载力，选定比例溢流阀的最高压力；
调试时，
首先根据钻机正常行驶速度V1，标定卷盘收管速度V2及比例溢流阀压力P1，压力传感器压力P2；此时V1=V2，P1=P2；
当钻机行驶速度大于V1，液压胶管松弛时，液压胶管的张力减小，压力传感器检测到的压力值小于P1，并将其压力信号值传递到控制器，控制器将设定值与此压力信号值比较，将比例溢流阀开启压力值调大，从而通过比例溢流阀回液压油箱的油液减少，进入液压马达油液增多，卷盘收管速度增大，直到压力传感器检测到的压力值等于P1；
当钻机行驶速度小于V1，液压胶管收紧时，液压胶管的张力增大，压力传感器检测到的压力值大于P1，并将其压力信号值传递到控制器，控制器将设定值与此压力信号值比较，将比例溢流阀开启压力值调小，从而通过比例溢流阀回液压油箱的油液增多，进入液压马达油液减少，卷盘收管速度降低，直到压力传感器检测到的压力值等于P1。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：可以根据钻机行驶速度调节液压马达带动液压胶管的张力，实现了液压胶管与钻机行驶同步，通过电比例溢流阀的时适调压，保证胶管在一定张力情况下缠绕在卷盘上，有效防止胶管过于松弛而磨损或者张力过大而拽坏。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本方案的示意性实施例及其说明用于解释本方案，并不构成对本方案的不当限定。在附图中：
图1为本发明一种土壤检测修复工作站的液压卷盘系统示意图（放管）；
图2为本发明一种土壤检测修复工作站的液压卷盘系统示意图（收管）；
图3是本发明一种土壤检测修复工作站的液压卷盘系统配示意图1；
图4是本发明一种土壤检测修复工作站的液压卷盘系统配示意图2；
图中：1、液压油箱；2、液压齿轮泵；3、溢流阀；4、换向阀Ⅰ；5、换向阀Ⅱ；6、比例溢流阀；7、压力传感器；8、液压马达；9、卷盘；10、单向阀Ⅰ；11、控制器；12、高压胶管；13、低压胶管；14、钻机。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本技术方案做进一步的详细描述。
实施例一
结合图1至图4所示，一种土壤检测修复工作站的液压卷盘系统，液压齿轮泵2通过取力器安装在底盘变速箱取力口，提供动力；液压齿轮泵2从液压油箱1中吸油，液压油箱1的主要功能是为钻机液压系统储存油液和散热。
液压齿轮泵2出油口连接有换向阀Ⅰ4和溢流阀3。溢流阀3为系统安全阀，防止系统超载，保护管路及元件。换向阀Ⅰ4是二位四通换向阀，用于控制系统卸荷和油路换向。换向阀Ⅰ4出油口连接有换向阀Ⅱ5；换向阀Ⅱ5连接在液压马达8两侧的A1油口和B1油口；换向阀Ⅱ5两位三通换向阀，用不控制液压马达8转动。换向阀Ⅱ5用于选择卷盘收管和放管两个状态，放管时得电，收管时不得电。
液压马达8两侧的A1油口和B1油口之间连接有比例溢流阀6；比例溢流阀6为板式阀，比例溢流阀6开启压力和电流成正比。比例溢流阀6在卷盘放管时不得电，相当管路连通马达A1油口和B1油口。卷盘收管时得电，在压力传感器和控制器的配合下，适时调节液压马达的入口压力，进而调节输入液压马达流量，达到卷盘收管速度与钻机同步。
液压马达8B1油口通过单向阀Ⅰ10连通至液压油箱1。当卷盘放过时，钻机行走带动液压胶管，胶管张力迫使卷盘转动，此时液压马达B1油口为进油口，A1油口为出油口，通过单向阀Ⅰ10向液压马达补油。
液压马达8A1油口连接有压力传感器7；压力传感器7电连接有控制器11，控制器11电连接比例溢流阀6。压力传器7为油压传感器，安装在液压马达A1油口的回路上，卷盘收管时，时时采集A1油口的压力信号，并将压力信号反馈到控制器。A1油口压力越大, 卷盘收管速度越快；控制器11接收压力传感器反馈信号，并将接收信号与设定信号比较，然后根据需要调节比例溢流阀压力值，控制液压马达8转速，进而控制卷盘收管速度，实现卷盘收管速度与钻机行驶速度同步。
卷盘9轴端通过平键安装有链轮Ⅱ；液压马达8安装在链轮Ⅰ的链轮轴上，链轮Ⅰ通过链条将动力传递到卷盘9轴端链轮Ⅱ。卷盘9安装在工作站箱体内，卷盘9具有高压侧和低压侧，高压侧和低压侧各装有旋转接头。高压侧的旋转接头通过高压胶管12连接钻机工作系统液压泵出油口，高压侧卷盘9轴油口通过高压胶管12连接钻机14高压胶管。低压侧的旋转接头通过低压胶管13连接液压油箱1，低压侧卷盘轴油口低压胶管13连接钻机14低压胶管。
工作时：
当选择遥控器上的钻机驶出工作站摇杆时，二位三通换向阀得电，二位四通换向阀、比例溢流阀6均不得电，此时液压马达8的A1油口与B1油口连通。钻机行走带动液压胶管，胶管张力迫使卷盘转动而放管；
当选择遥控器上的钻机驶回工作站摇杆时，二位三通换向阀不得电，二位四通换向阀和比例溢流阀同时得电，油液经二位四通换向阀和二位三通换向阀进入卷盘马达A1油口，经液压马达B1油口回液压油箱，实现卷盘转动而收管。
实施例二
一种土壤检测修复工作站的液压卷盘控制方法，在上述实施例一的基础上，包括如下步骤：
控制钻机驶出工作站时，换向阀Ⅱ5得电，换向阀Ⅰ4、电比例溢流阀6均不得电，此时液压马达8的A1油口与B1油口连通，钻机行走带动液压胶管，液压胶管张力迫使卷盘9转动而放管；
控制钻机驶回工作站时，换向阀Ⅱ5不得电，换向阀Ⅰ4、电比例溢流阀6同时得电，油液经换向阀Ⅰ4和换向阀Ⅱ5进入液压马达8A1油口，经液压马达8B1油口回液压油箱，实现卷盘9转动而收管；
压力传感器7时时采集A1油口的压力信号，并将压力信号反馈到控制器11，A1油口压力越大，卷盘收管速度越快；控制器11接收压力传感器反馈信号，并将接收信号与设定信号比较，然后根据需要调节比例溢流阀压力值，控制液压马达8转速，进而控制卷盘收管速度，实现卷盘收管速度与钻机行驶速度同步
进一步的：
根据钻机14最大速度、卷盘9直径、液压马达8的排量匹配系统流量；根据液压胶管的重量及承载力，选定比例溢流阀6的最高压力；
调试时，
首先根据钻机14正常行驶速度V1，标定卷盘9收管速度V2及比例溢流阀6压力P1，压力传感器7压力P2；此时V1=V2，P1=P2；
当钻机14行驶速度大于V1，液压胶管松弛时，液压胶管的张力减小，压力传感器7检测到的压力值小于P1，并将其压力信号值传递到控制器11，控制器11将设定值与此压力信号值比较，将比例溢流阀6开启压力值调大，从而通过比例溢流阀6回液压油箱的油液减少，进入液压马达8油液增多，卷盘9收管速度增大，直到压力传感器7检测到的压力值等于P1；
当钻机14行驶速度小于V1，液压胶管收紧时，液压胶管的张力增大，压力传感器7检测到的压力值大于P1，并将其压力信号值传递到控制器11，控制器11将设定值与此压力信号值比较，将比例溢流阀6开启压力值调小，从而通过比例溢流阀6回液压油箱的油液增多，进入液压马达8油液减少，卷盘9收管速度降低，直到压力传感器7检测到的压力值等于P1。
本实施例技术效果是：实现液压胶管与钻机行驶同步，有效防止胶管过于松弛而磨损或者张力过大而拽坏。土壤检测修复钻机驶出工作站时，胶管张力迫使卷盘放管,实现液压胶管与钻机随动。土壤检测修复钻机驶回工作站时，采用电液控制实现卷盘收管速度与钻机行走速度同步；通过比例溢流阀的时适调压，保证胶管在一定张力情况下缠绕在卷盘上，有效防止胶管过于松弛或者张力过大。

Claims (3)

1.一种土壤检测修复工作站的液压卷盘控制方法，包括液压齿轮泵（2），液压齿轮泵（2）通过取力器安装在底盘变速箱取力口，液压齿轮泵（2）从液压油箱（1）中吸油；
其特征在于：
所述液压齿轮泵（2）出油口连接有换向阀Ⅰ（4）和溢流阀（3）；所述换向阀Ⅰ（4）出油口连接有换向阀Ⅱ（5）；所述换向阀Ⅱ（5）连接在液压马达（8）两侧的A1油口和B1油口；
所述液压马达（8）两侧的A1油口和B1油口之间连接有比例溢流阀（6）；液压马达（8）B1油口通过单向阀Ⅰ（10）连通至液压油箱（1）；液压马达（8）A1油口连接有压力传感器（7）；
所述压力传感器（7）电连接有控制器（11），控制器（11）电连接所述比例溢流阀（6）；
所述换向阀Ⅰ（4）是二位四通换向阀，用于控制系统卸荷和油路换向；
卷盘（9）轴端通过平键安装有链轮Ⅱ；所述液压马达（8）安装在链轮Ⅰ的链轮轴上，链轮Ⅰ通过链条将动力传递到卷盘（9）轴端链轮Ⅱ；
所述卷盘（9）安装在工作站箱体内，卷盘（9）具有高压侧和低压侧，高压侧和低压侧各装有旋转接头；高压侧的旋转接头通过高压胶管（12）连接钻机工作系统液压泵，高压侧卷盘（9）轴油口通过高压胶管（12）连接钻机（14）高压胶管；低压侧的旋转接头通过低压胶管（13）连接液压油箱（1），低压侧卷盘轴油口低压胶管（13）连接钻机（14）低压胶管；
所述液压卷盘控制方法还包括如下步骤；
控制钻机驶出工作站时，换向阀Ⅱ（5）得电，换向阀Ⅰ（4）、比例溢流阀（6）均不得电，此时液压马达（8）的A1油口与B1油口连通，钻机行走带动液压胶管，液压胶管张力迫使卷盘（9）转动而放管；
控制钻机驶回工作站时，换向阀Ⅱ（5）不得电，换向阀Ⅰ（4）、比例溢流阀（6）同时得电，油液经换向阀Ⅰ（4）和换向阀Ⅱ（5）进入液压马达（8）A1油口，经液压马达（8）B1油口回液压油箱，实现卷盘（9）转动而收管；
压力传感器（7）时时采集A1油口的压力信号，并将压力信号反馈到控制器（11），比例溢流阀（6）控制A1油口压力，A1油口压力越高，卷盘收管速度越快；控制器（11）接收压力传感器（7）的反馈信号，并将反馈信号与设定信号比较，然后调节比例溢流阀（6）的压力值，控制液压马达（8）转速，进而控制卷盘收管速度，实现卷盘收管速度与钻机行驶速度同步；
根据钻机（14）最大速度、卷盘（9）直径、液压马达（8）的排量匹配系统流量；根据液压胶管的重量及承载力，选定比例溢流阀（6）的最高压力；
调试时，
首先根据钻机（14）正常行驶速度V1，标定卷盘（9）收管速度V2及比例溢流阀（6）压力P1，压力传感器（7）压力P2；此时V1=V2，P1=P2；
当钻机（14）行驶速度大于V1，液压胶管松弛时，液压胶管的张力减小，压力传感器（7）检测到的压力值小于P1，并将其压力信号值传递到控制器（11），控制器（11）将设定值与此压力信号值比较，将比例溢流阀（6）开启压力值调大，从而通过比例溢流阀（6）回液压油箱的油液减少，进入液压马达（8）油液增多，卷盘（9）收管速度增大，直到压力传感器（7）检测到的压力值等于P1；
当钻机（14）行驶速度小于V1，液压胶管收紧时，液压胶管的张力增大，压力传感器（7）检测到的压力值大于P1，并将其压力信号值传递到控制器（11），控制器（11）将设定值与此压力信号值比较，将比例溢流阀（6）开启压力值调小，从而通过比例溢流阀（6）回液压油箱的油液增多，进入液压马达（8）油液减少，卷盘（9）收管速度降低，直到压力传感器（7）检测到的压力值等于P1。
2.根据权利要求1所述的一种土壤检测修复工作站的液压卷盘控制方法，其特征在于：所述换向阀Ⅱ（5）为两位三通换向阀，用于控制液压马达（8）转动。
3.根据权利要求1所述的一种土壤检测修复工作站的液压卷盘控制方法，其特征在于：所述比例溢流阀（6）为板式阀，比例溢流阀（6）开启压力和电流成正比。
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