CN113638943B - 一种冲击液压控制系统及凿岩台车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冲击液压控制系统，包括：液压泵、第一换向阀、第二换向阀、非平衡锥阀、梭阀和多路阀，液压泵通过出油管路与多路阀连接，执行机构通过非平衡锥阀连接在出油管路上，液压泵的负载敏感油路通过梭阀与第一换向阀连接，第一换向阀与第二换向阀连接，第二换向阀连接在出油管路上，第二换向阀还与非平衡锥阀连接。通过第一换向阀和第二换向阀的换向，结合非平衡锥阀的启闭动作，可实现臂架模式与凿岩模式两种不同压力等级的工作模式，在切换至凿岩模式时，执行机构可以开启液压冲击，而且压力损失较小，减少了系统发热，提高了系统效率。在凿岩模式下，执行机构冲击的同时可进行凿岩台车的其它辅助动作。

Description

一种冲击液压控制系统及凿岩台车

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，特别是涉及一种冲击液压控制系统，还涉及一种包括上述冲击液压控制系统的凿岩台车。

背景技术

凿岩台车是现代钻爆法隧道施工中的重要钻孔设备，具有钻孔效率高、安全系数高、作业环境好、劳动强度低等优点，凿岩台车需要根据不同的岩石工况匹配不同的凿岩压力，且凿岩台车在打孔作业过程中常常需要进行臂架的姿态微调整，以保证隧道成型的精确度。

现有凿岩台车的液压系统一般为单个液压泵同时为臂架系统及冲击系统提供动力，因为两个系统所需压力等级不同，且臂架系统压力远大于冲击系统压力，故现有的大多凿岩冲击控制系统为阀控系统，即在冲击回路上增加一个减压阀，通过控制减压阀出口的压力来实现不同冲击压力的控制，由于减压阀阀口的节流作用，这就使得在减压阀处产生较大压力损失，造成系统发热，降低了系统效率，由于矿山设备对装机功率限制，使得阀控冲击系统并不能最大限度的发挥凿岩机效率，进而影响矿山施工效率。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种冲击液压控制系统，可以降低冲击油路压力损失，减少了系统发热，提高了系统效率，另一个目的是提供一种包括上述冲击液压控制系统的凿岩台车。

为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：

一种冲击液压控制系统，包括：液压泵、第一换向阀、第二换向阀、非平衡锥阀、梭阀和多路阀，所述液压泵通过出油管路与所述多路阀连接，执行机构通过所述非平衡锥阀连接在所述出油管路上，所述液压泵的负载敏感油路通过所述梭阀与所述第一换向阀连接，所述第一换向阀与所述第二换向阀连接，所述第二换向阀连接在所述出油管路上，所述第二换向阀还与所述非平衡锥阀连接；

所述第一换向阀和所述第二换向阀未连通时，且所述第二换向阀与所述出油管路连通时，所述出油管路的压力油通过所述第二换向阀关闭所述非平衡锥阀的进油口和出油口，所述液压泵的负载敏感油路通过所述梭阀和所述第一换向阀与油箱连通；

所述第一换向阀和所述第二换向阀连通时，且所述第二换向阀与所述出油管路连通时，所述出油管路的压力油通过所述第二换向阀关闭所述非平衡锥阀的进油口和出油口，所述出油管路的压力油通过所述第二换向阀输送给所述第一换向阀，再通过所述梭阀反馈给所述液压泵的负载敏感油路；

所述第一换向阀和所述第二换向阀连通时，且所述第二换向阀与所述出油管路未连通时，所述出油管路的压力油连通所述非平衡锥阀的进油口和出油口，以输送至所述执行机构。

优选地，还包括第一溢流阀，所述第一溢流阀和所述第一换向阀连接，所述第一溢流阀与所述油箱连接，所述梭阀连接在所述第一溢流阀和所述第一换向阀之间。

优选地，还包括比例溢流阀，所述比例溢流阀的进油口连接在所述非平衡锥阀和所述执行机构之间的油路上，所述比例溢流阀的出油口与油箱连接。

优选地，还包括与所述比例溢流阀并联的第二溢流阀。

优选地，所述比例溢流阀的进油口通过第一阻尼阀连接在所述非平衡锥阀和所述执行机构之间的油路上。

优选地，所述比例溢流阀的进油口还通过所述梭阀与所述液压泵的负载敏感油路连接。

优选地，所述第一换向阀通过第二阻尼阀与所述第二换向阀连接。

优选地，所述第一换向阀和所述第二换向阀为两位三通阀。

优选地，所述第一换向阀和所述第二换向阀为电磁换向阀。

一种凿岩台车，包括上述任一项所述的冲击液压控制系统。

与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：

1、通过第一换向阀和第二换向阀的换向，结合非平衡锥阀的启闭动作，可实现臂架模式与凿岩模式两种不同压力等级的工作模式，在切换至凿岩模式时，执行机构可以开启液压冲击，而且压力损失较小，减少了系统发热，提高了系统效率。

2、通过比例溢流阀，可以对液压泵出口压力进行多级控制，通过第二溢流阀可以限制液压泵的最高输出压力，进而对凿岩机进行保护。

3、在凿岩模式下，执行机构冲击的同时可进行凿岩台车的其它辅助动作，即冲击液压控制系统为单泵多执行器系统，降低了系统成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本发明一种具体实施方式所提供的一种冲击液压控制系统的液压原理图。

附图标记如下：

1为电机，2为液压泵，3为梭阀，4为第一阻尼阀，5为非平衡锥阀，6为第二阻尼阀，7为第一换向阀，8为第一溢流阀，9为第二换向阀，10为比例溢流阀，11为第二溢流阀，12为凿岩机，13为多路阀，14为油箱。

具体实施方式

为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。

请参考图1，图1为本发明一种具体实施方式所提供的一种冲击液压控制系统的液压原理图。

本发明的一种具体实施方式提供了一种冲击液压控制系统，可以应用在凿岩台车上，其中冲击液压控制系统包括：液压泵2、第一换向阀7、第二换向阀9、非平衡锥阀5、梭阀3和多路阀13以及连接管路，液压泵2由电机1带动，液压泵2通过出油管路与多路阀13连接，通过多路阀13可以控制凿岩机推进油缸推进或后退以及臂架的其它动作，执行机构通过非平衡锥阀5连接在出油管路上，执行机构为液压控制系统的动作输出装置，可以为凿岩机12，上述液压件的连接关系如下：液压泵2的负载敏感油路通过梭阀3与第一换向阀7连接，第一换向阀7与第二换向阀9连接，第二换向阀9连接在出油管路上，第二换向阀9还与非平衡锥阀5连接。其中第一换向阀7和第二换向阀9可以为电磁换向阀、液控换向阀或者手动换向阀，优选电磁换向阀，如图1所示，第一换向阀7和第二换向阀9为两位三通阀。

进一步地，还包括第一溢流阀8、第二溢流阀11和比例溢流阀10，第一溢流阀8和第一换向阀7连接，第一溢流阀8与油箱14连接，梭阀3连接在第一溢流阀8和第一换向阀7之间；比例溢流阀10的进油口连接在非平衡锥阀5和执行机构之间的油路上，比例溢流阀10的出油口与油箱14连接，第二溢流阀11与比例溢流阀10并联，比例溢流阀10的进油口还通过梭阀3与液压泵2的负载敏感油路连接。为了减少负载波动对液压泵2输出压力的影响，比例溢流阀10的进油口通过第一阻尼阀4连接在非平衡锥阀5和执行机构之间的油路上，第一换向阀7通过第二阻尼阀6与第二换向阀9连接。

为了更好理解本发明实施例所提供的冲击液压系统的工作原理，结合图1，对其工作原理进行如下解释：

电机1启动，带动液压泵2转动，当第一换向阀7和第二换向阀9均不得电时，液压泵2的负载敏感油路的X口压力油经梭阀3的Ⅰ口和Ⅲ口和第一换向阀7的P口和A口连通油箱14，此时第一换向阀7和第二换向阀处于未连通状态，液压泵2的X口控制油处于卸荷状态，液压泵2卸载启动，由于液压泵2自身的负载敏感阀设定压力较低，故液压泵2通过出油管路输出较低的压力油，由于第二换向阀9与出油管路连通，因此该压力油可以通过第二换向阀的P口和A口将非平衡锥阀5的进油口Ⅰ口和出油口Ⅱ口关闭，此时凿岩机12无冲击动作。

当第一换向阀7得电，第二换向阀9不得电时，第一换向阀7位于图1所示的下位，第一换向阀7的P口和B口相通，第一换向阀7和第二换向阀9处于连通状态，液压泵2出口压力油经第二换向阀9的P口和A口到达非平衡锥阀5的Ⅲ口，使得非平衡锥阀5的Ⅰ口和Ⅱ口关闭，凿岩机12无冲击动作。同时非平衡锥阀5的Ⅲ口压力油通过第二阻尼阀6，第一换向阀7的B口和P口到达第一溢流阀8的进口，第一溢流阀8进口的高压油通过梭阀3的Ⅰ口和Ⅲ口反馈到液压泵2的负载敏感油路X口，其中第一溢流阀8的设定压力调节液压泵2出口的压力，此时多路阀13进口为高压状态，凿岩台车可进行凿岩机推进油缸的前进后退及正常的臂架动作姿态调整，此时系统处于臂架模式。

在第一换向阀7得电的状态下，即第一换向阀7位于图示的下位，第二换向阀9得电后，第二换向阀9换向位于图示左位，第一溢流阀8进口的压力油经第一换向阀7的P口和B口，第二阻尼6及第二换向阀9的A口和T口连通油箱，且此时非平衡锥阀5的Ⅲ端控制油经第二换向阀9的A口和T口连通油箱卸荷。液压泵2出口的压力油，到达非平衡锥阀5的Ⅰ口，压力油克服弹簧力使得非平衡锥阀5阀口开启，这样压力油经非平衡锥阀5的Ⅰ口和Ⅱ口到达凿岩机12，凿岩机12开始冲击动作，同时非平衡锥阀5的Ⅱ口压力油经第一阻尼4到达比例溢流阀10和第二溢流阀11的进口，比例溢流阀10进口的压力油经梭阀3的Ⅱ口和Ⅲ口到达液压泵2的X口，通过给定比例溢流阀10不同的电流可控制液压泵2输出不同的压力，即液压泵2出口压力可多级控制，从而使得凿岩机12得到不同的凿岩压力，来适应不同岩石工况，降低了冲击油路压力损失，减少了液压系统发热，提高了液压系统的效率。且此时液压泵2出口连通多路阀13，这样凿岩的同时也可进行凿岩台车的其他辅助动作，如凿岩机推进油缸的推进后退及臂架姿态微调整等辅助动作。第二溢流阀11限定此模式下液压泵2最大输出压力，以避免比例溢流阀10发生故障或给定电流过大，造成液压泵2输出压力过高，损坏凿岩机12，此时系统处于凿岩模式。

此外通过第一换向阀7和第二换向阀9可以实现冲击液压控制系统臂架模式与凿岩模式的切换，非平衡锥阀5的开启与关闭，控制凿岩机12的启停动作，而且在凿岩模式下，凿岩机12冲击的同时也可进行凿岩台车的其它辅助动作，即该液压系统为单泵多执行器系统，降低了液压系统成本。

本发明实施例还提供了一种凿岩台车，包括上述任一项实施例所提供的冲击液压控制系统，其有益效果参考上述冲击液压控制系统即可，此处不再赘述。

在本发明的描述中，需要理解的是，所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。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种冲击液压控制系统，其特征在于，包括：液压泵（2）、第一换向阀（7）、第二换向阀（9）、非平衡锥阀（5）、梭阀（3）和多路阀（13），所述液压泵（2）通过出油管路与所述多路阀（13）连接，执行机构通过所述非平衡锥阀（5）连接在所述出油管路上，所述液压泵（2）的负载敏感油路通过所述梭阀（3）与所述第一换向阀（7）连接，所述第一换向阀（7）与所述第二换向阀（9）连接，所述第二换向阀（9）连接在所述出油管路上，所述第二换向阀（9）还与所述非平衡锥阀（5）连接；

所述第一换向阀（7）和所述第二换向阀（9）未连通时，且所述第二换向阀（9）与所述出油管路连通时，所述出油管路的压力油通过所述第二换向阀（9）关闭所述非平衡锥阀（5）的进油口和出油口，所述液压泵（2）的负载敏感油路通过所述梭阀（3）和所述第一换向阀（7）与油箱（14）连通；

所述第一换向阀（7）和所述第二换向阀（9）连通时，且所述第二换向阀（9）与所述出油管路连通时，所述出油管路的压力油通过所述第二换向阀（9）关闭所述非平衡锥阀（5）的进油口和出油口，所述出油管路的压力油通过所述第二换向阀（9）输送给所述第一换向阀（7），再通过所述梭阀（3）反馈给所述液压泵（2）的负载敏感油路；

所述第一换向阀（7）和所述第二换向阀（9）连通时，且所述第二换向阀（9）与所述出油管路未连通时，所述出油管路的压力油连通所述非平衡锥阀（5）的进油口和出油口，以输送至所述执行机构；

还包括第一溢流阀（8），所述第一溢流阀（8）和所述第一换向阀（7）连接，所述第一溢流阀（8）与所述油箱（14）连接，所述梭阀（3）连接在所述第一溢流阀（8）和所述第一换向阀（7）之间；

还包括比例溢流阀（10），所述比例溢流阀（10）的进油口连接在所述非平衡锥阀（5）和所述执行机构之间的油路上，所述比例溢流阀（10）的出油口与油箱（14）连接；

所述比例溢流阀（10）的进油口通过第一阻尼阀（4）连接在所述非平衡锥阀（5）和所述执行机构之间的油路上；

所述比例溢流阀（10）的进油口还通过所述梭阀（3）与所述液压泵（2）的负载敏感油路连接。

2.根据权利要求1所述的冲击液压控制系统，其特征在于，还包括与所述比例溢流阀（10）并联的第二溢流阀（11）。

3.根据权利要求1所述的冲击液压控制系统，其特征在于，所述第一换向阀（7）通过第二阻尼阀（6）与所述第二换向阀（9）连接。

4.根据权利要求1所述的冲击液压控制系统，其特征在于，所述第一换向阀（7）和所述第二换向阀（9）为两位三通阀。

5.根据权利要求1所述的冲击液压控制系统，其特征在于，所述第一换向阀（7）和所述第二换向阀（9）为电磁换向阀。

6.一种凿岩台车，其特征在于，包括权利要求1至5任一项所述的冲击液压控制系统。