CN113685392A - 一种旋挖钻机卷扬平衡阀先导阻尼结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公布一种旋挖钻机卷扬平衡阀先导阻尼结构，属于旋挖钻机卷扬平衡阀技术领域。包括溢流阀Ⅰ；所述溢流阀Ⅰ的控制端分别连接有溢流阀Ⅱ、阻尼孔Ⅱ和阻尼孔Ⅰ；所述阻尼孔Ⅰ串联有单向阀Ⅱ，串联后的阻尼孔Ⅰ和单向阀Ⅱ与阻尼孔Ⅱ并联；所述溢流阀Ⅱ与阻尼孔Ⅱ并联。所述阻尼孔Ⅱ和阻尼孔Ⅰ采用不同的规格。当由于微动操作导致的平衡阀先导控制口压力波动时，通过不同规格的阻尼孔Ⅰ和阻尼孔Ⅱ的流量压力产生波动，当压力过大时，溢流阀Ⅱ开启，实现在频繁的启闭过程中恒定压力波动的功能。本发明在卷扬落时，尤其在小开口工况下，能减少抖动情况，提升旋挖钻机卷扬系统的可靠性,保障施工安全。
Description
技术领域
本发明涉及一种旋挖钻机卷扬平衡阀，具体是一种旋挖钻机卷扬平衡阀先导阻尼结构。
背景技术
多功能全液压旋挖钻机是通过使用回转斗，短螺旋钻头，长螺旋钻头等钻具进行反复钻进的机械设备。该设备是大口径桩基础工程的高端成孔设备，具有技术含量高、机电液高度集中、整机功率大、输出扭矩大、施工效率高、成功质量好、地层适应强等特点。旋挖钻机的主要工作装置为动力头和主卷扬系统，其中主卷扬系统用于完成提放钻杆和钻斗以及钻进过程中的浮动。
卷扬系统用于实现负载起升、下降以及负载保持功能。其中，负载保持功能是由核心液压元件卷扬平衡阀实现的。当旋挖钻机完成卷扬落的动作时，由于超越负载的存在，卷扬落时往往存在抖动。一般通过优化平衡阀本身的关键参数（先导比，弹簧刚度，阀芯过流面积等）来实现卷扬平衡阀与其他元件的匹配，克服抖动现象，保证卷扬落时运动平稳可靠。
卷扬平衡阀在卷扬起时主要是单向阀在工作，减少油液的沿程损失。当卷扬落时，主要是溢流阀和阻尼孔在工作，相当于在卷扬马达的回油口增加了一个负载（背压），使得卷扬落平稳缓慢冲击小。在实际的工程情况中，卷扬机构的抖动主要是由于进油口、回油口的流量大小和进出时间不匹配造成的的。但是，在有些情况中，由于设备的老化和油液的污染，使得实际卷扬平衡阀的稳态液动力刚度达不到设计要求，在与阀芯弹簧刚度的耦合下，达到了卷扬平衡阀自然频率的振动范围，造成平衡阀阀芯振动。此时，平衡阀阀芯的振动表现形式与抖动无异，但是形成的机制截然不同。
中国专利公开了一种卷扬平衡阀（CN212657075U），包括：阀体，所述平衡阀内设置平衡阀腔；阀芯，所述阀芯插接在平衡阀腔内；A口，所述A口开设在阀体上，所述A口与所述平衡阀阀腔通过第一通道联通，所述A口与多路阀相连接；B口，所述B口开设在阀体上，所述B口与所述平衡阀腔通过第二通道相联通，所述B口为负载口；X口，所述X口开设在阀体上，所述X口与所述平衡阀腔通过第三通道相连通，所述X口为控制口，所述第三通道内安装阻尼；其中，阀体上还开设有与第三通道相连通的第四通道，通过第四通道可更换阻尼。无需拆卸与X口相连接的硬质钢管，直接打开第四通道即可更换阻尼，操作简单。
上述现有技术存在以下不足：
1、述现有技术中所提到的控制口结构简单，其泄油油路仅由单向阀组成，不具备调节稳态液动力刚度的作用，在平衡阀工作时容易诱发共振；
2、专利中提到的平衡阀，结构布置不紧凑，对于安装和空间占用不占优势。
3、专利中用固定阻尼孔来进行滤波吸振，更换不方便，适应性差。
发明内容
本发明提供一种旋挖钻机卷扬平衡阀先导阻尼结构，主要用于解决现有平衡阀工作时容易诱发共振的问题。
本发明通过以下技术方案实现：一种旋挖钻机卷扬平衡阀先导阻尼结构，包括溢流阀Ⅰ；所述溢流阀Ⅰ的控制端分别连接有溢流阀Ⅱ、阻尼孔Ⅱ和阻尼孔Ⅰ；所述阻尼孔Ⅰ串联有单向阀Ⅱ，串联后的阻尼孔Ⅰ和单向阀Ⅱ与阻尼孔Ⅱ并联；所述溢流阀Ⅱ与阻尼孔Ⅱ并联。
其进一步是：所述溢流阀Ⅰ的进油口连接主换向阀的A油口；所述溢流阀Ⅱ一端连接溢流阀Ⅰ的控制端，溢流阀Ⅱ另一端连接主换向阀的B油口；所述阻尼孔Ⅱ一端连接溢流阀Ⅰ的控制端，阻尼孔Ⅱ另一端连接主换向阀的B油口；所述阻尼孔Ⅰ一端连接溢流阀Ⅰ的控制端，阻尼孔Ⅰ另一端连接所述单向阀Ⅱ，单向阀Ⅱ另一端连接主换向阀的B油口；所述单向阀Ⅱ对流向主换向阀B油口方向的液压油单向导通。
所述溢流阀Ⅰ的进油口和出油口之间连接有单向阀Ⅰ，单向阀Ⅰ对从溢流阀Ⅰ进油口流向溢流阀Ⅰ出油口方向的液压油单向导通。
所述溢流阀Ⅰ的出油口连接卷扬马达，卷扬马达另一端连接有调速阀，调速阀另一端连接主换向阀的B油口；所述主换向阀的B油口连接卷扬制动器的大腔，卷扬制动器的小腔连接油箱。
所述主换向阀的P油口连接液压泵，液压泵连接油箱；主换向阀的T油口连接油箱。
所述阻尼孔Ⅱ和阻尼孔Ⅰ采用不同的规格。
所述溢流阀Ⅱ、阻尼孔Ⅱ、阻尼孔Ⅰ和单向阀Ⅱ集成在平衡阀阀体的控制端盖上。
所述溢流阀Ⅰ出油口和主换向阀B油口之间连接有安全阀。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）当由于微动操作导致的平衡阀先导控制口压力波动时，通过不同规格的阻尼孔Ⅰ和阻尼孔Ⅱ的流量压力产生波动，当压力过大时，溢流阀Ⅱ开启，实现在频繁的启闭过程中恒定压力波动的功能，避免共振，防止抖动现象对卷扬系统的干扰；
（2）结构简单，阻尼网络与控制端盖一体，总成零件个数少，采用插装阀结构，易于生产和装配，溢流阀Ⅱ设定压力方式简单，适应性好；
（3）针对性强，面向旋挖钻机独特的工况，适用于卷扬系统。
附图说明
图1是本发明液压原理图；
图2是平衡阀外形图；
图中：1、油箱；2、液压泵；3、主换向阀；4、单向阀Ⅰ；5、溢流阀Ⅰ；6、阻尼孔Ⅰ；7、单向阀Ⅱ；8、阻尼孔Ⅱ；9、溢流阀Ⅱ；10、安全阀；11、调速阀；12、卷扬马达；13、卷扬制动器；14、平衡阀阀体；15、控制端盖。
具体实施方式
以下是本发明的一个具体实施例，现结合附图对本发明做进一步说明。
如图1和图2所示，一种旋挖钻机卷扬平衡阀先导阻尼结构，液压泵2吸油口连接油箱1，液压泵2出油口连接主换向阀3的P油口，主换向阀3的T油口连接油箱1。主换向阀3的B油口连接卷扬制动器13的大腔，卷扬制动器13的小腔连接油箱1。
溢流阀Ⅰ5的进油口连接主换向阀3的A油口，溢流阀Ⅰ5的出油口连接卷扬马达12，卷扬马达12另一端连接有调速阀11，调速阀11另一端连接主换向阀3的B油口。溢流阀Ⅰ5的进油口和出油口之间连接有单向阀Ⅰ4，单向阀Ⅰ4对从溢流阀Ⅰ5进油口流向溢流阀Ⅰ5出油口方向的液压油单向导通。溢流阀Ⅰ5出油口和主换向阀3B油口之间连接有安全阀10。
溢流阀Ⅰ5的控制端分别连接有溢流阀Ⅱ9、阻尼孔Ⅱ8和阻尼孔Ⅰ6，阻尼孔Ⅱ8和阻尼孔Ⅰ6采用不同的规格。阻尼孔Ⅱ8一端连接溢流阀Ⅰ5的控制端，阻尼孔Ⅱ8另一端连接主换向阀3的B油口。阻尼孔Ⅰ6一端连接溢流阀Ⅰ5的控制端，阻尼孔Ⅰ6另一端连接单向阀Ⅱ7，单向阀Ⅱ7另一端连接主换向阀3的B油口；单向阀Ⅱ7对流向主换向阀3B油口方向的液压油单向导通。溢流阀Ⅱ9、阻尼孔Ⅱ8和串联后的阻尼孔Ⅰ6、单向阀Ⅱ7三者并联。溢流阀Ⅱ9、阻尼孔Ⅱ8、阻尼孔Ⅰ6和单向阀Ⅱ7集成在平衡阀阀体14的控制端盖15上。
工作原理：
当主换向阀3左位工作，卷扬开始下降，此时控制油通过阻尼孔Ⅱ8对溢流阀Ⅰ5阀芯施加压力，实现溢流阀Ⅰ5的慢开功能；
当主换向阀3由左位换向至中位，油液经阻尼孔Ⅰ6和单向阀Ⅱ7快速卸荷，完成溢流阀Ⅰ5的关闭，锁住压力；
当由于微动操作导致的溢流阀Ⅰ5先导控制口压力波动时，通过阻尼孔Ⅱ8和阻尼孔Ⅰ6的流量压力产生波动，当压力过大时，溢流阀Ⅱ9开启，实现恒压，防止抖动现象对卷扬系统的干扰。
本实施例中的旋挖钻机卷扬平衡阀先导阻尼结构，可以实现调整和改善卷扬平衡阀阀口的稳态液动力刚度，防止因稳态液动力刚度与弹簧自身刚度耦合引发的共振现象。在卷扬落时，尤其在小开口工况下减少抖动情况，提升了旋挖钻机卷扬系统的可靠性,保障了施工安全。
Claims (8)
1.一种旋挖钻机卷扬平衡阀先导阻尼结构，其特征在于：包括溢流阀Ⅰ（5）；所述溢流阀Ⅰ（5）的控制端分别连接有溢流阀Ⅱ（9）、阻尼孔Ⅱ（8）和阻尼孔Ⅰ（6）；所述阻尼孔Ⅰ（6）串联有单向阀Ⅱ（7），串联后的阻尼孔Ⅰ（6）和单向阀Ⅱ（7）与阻尼孔Ⅱ（8）并联；所述溢流阀Ⅱ（9）与阻尼孔Ⅱ（8）并联。
2.根据权利要求1所述的一种旋挖钻机卷扬平衡阀先导阻尼结构，其特征在于：所述溢流阀Ⅰ（5）的进油口连接主换向阀（3）的A油口；所述溢流阀Ⅱ（9）一端连接溢流阀Ⅰ（5）的控制端，溢流阀Ⅱ（9）另一端连接主换向阀（3）的B油口；所述阻尼孔Ⅱ（8）一端连接溢流阀Ⅰ（5）的控制端，阻尼孔Ⅱ（8）另一端连接主换向阀（3）的B油口；所述阻尼孔Ⅰ（6）一端连接溢流阀Ⅰ（5）的控制端，阻尼孔Ⅰ（6）另一端连接所述单向阀Ⅱ（7），单向阀Ⅱ（7）另一端连接主换向阀（3）的B油口；所述单向阀Ⅱ（7）对流向主换向阀（3）B油口方向的液压油单向导通。
3.根据权利要求2所述的一种旋挖钻机卷扬平衡阀先导阻尼结构，其特征在于：所述溢流阀Ⅰ（5）的进油口和出油口之间连接有单向阀Ⅰ（4），单向阀Ⅰ（4）对从溢流阀Ⅰ（5）进油口流向溢流阀Ⅰ（5）出油口方向的液压油单向导通。
4.根据权利要求2所述的一种旋挖钻机卷扬平衡阀先导阻尼结构，其特征在于：所述溢流阀Ⅰ（5）的出油口连接卷扬马达（12），卷扬马达（12）另一端连接有调速阀（11），调速阀（11）另一端连接主换向阀（3）的B油口；所述主换向阀（3）的B油口连接卷扬制动器（13）的大腔，卷扬制动器（13）的小腔连接油箱（1）。
5.根据权利要求2所述的一种旋挖钻机卷扬平衡阀先导阻尼结构，其特征在于：所述主换向阀（3）的P油口连接液压泵（2），液压泵（2）连接油箱（1）；主换向阀（3）的T油口连接油箱（1）。
6.根据权利要求2所述的一种旋挖钻机卷扬平衡阀先导阻尼结构，其特征在于：所述阻尼孔Ⅱ（8）和阻尼孔Ⅰ（6）采用不同的规格。
7.根据权利要求2所述的一种旋挖钻机卷扬平衡阀先导阻尼结构，其特征在于：所述溢流阀Ⅱ（9）、阻尼孔Ⅱ（8）、阻尼孔Ⅰ（6）和单向阀Ⅱ（7）集成在平衡阀阀体（14）的控制端盖（15）上。
8.根据权利要求2所述的一种旋挖钻机卷扬平衡阀先导阻尼结构，其特征在于：所述溢流阀Ⅰ（5）出油口和主换向阀（3）B油口之间连接有安全阀（10）。
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