CN1140228A - 按流量控制的液压凿岩机控制系统 - Google Patents

Abstract

一种按流量控制的液压凿岩机控制系统，它由HD泵1、锥阀2、减压阀3、换向阀4、安全阀5和液压凿岩机6组成，通过所设油道，将系统连接成常闭和常开两种控制方式，只需改变减压阀3手柄的倾角，可以无级连续改变液压凿岩机的输出功率，能适应各种工况要求，实现了全能量冲击和半能量冲击共用一套装置，而且油路简单，元件少，可靠性好，设备移动方便。

Description

按流量控制的液压凿岩机控制系统

本发明涉及一种液压流体工作系统，尤其与由控制液体流量以传递物理量变化的控制系统有关。

目前国内外液压凿岩机的液压控制系统，一般是根据压力变化进行控制的系统，如定量泵、手动变量泵、恒压变量泵和恒功率变量泵系统等，它们的控制方法都是通过控制系统的压力来控制泵的输出，以达到控制液压凿岩机的输出功率，即冲击能和冲击频率等输出参数的目的。为满足液压凿岩机开孔时的轻冲击(半能量)和正常工作时的重冲击(全能量)的需要，一般都设计了两级压力控制回路，例如：1989年5月中南工业大学出版社出版的、中国齐任贤、刘世勋等编著的《液压振动设备动态理论和设计》一书中，§1.4台车液压系统(P7～10)即采用了手动变量泵作为系统泵。同时为获得轻冲、重冲两级冲击压力，系统中使设置了二级远程压力调压阀。其压力控制回路由若干分立开关阀组成，通过操作开关阀来调节液压凿岩机的输出，但不能实现对液压凿岩机各输出参数的连续控制，如要获得多级压力则必须采用多个压力阀，这样的系统阀件多，油路复杂，效率低，同时能量损失造成系统局部高温，直接影响系统性能的发挥。

为实现由有级分立控制向无级连续集中控制的过渡，简化油路，减少用阀数量和溢流等造成的能量损失，提高液压凿岩机的功效，本发明拟设计一种按流量控制的液压凿岩机控制系统。

本发明的液压凿岩机控制系统，主要由液动HD柱塞变量泵(以下简称HD泵1)、插装锥阀(以下简称锥阀2)、先导遥控减压阀(以下简称减压阀3)、液控二位三通换向阀(以下简称换向阀4)、安全溢流阀5和液压凿岩机6组成。其中HD泵1可用改进的恒压变量泵取代；减压阀3可用其它调压减压阀代替；锥阀2与换向阀4的整体功能可用液控单向阀取代；尤其是本发明设计了新的油路，诸如减压阀3遥控HD泵1，使其无级连续变化输出；又以减压阀3控制换向阀4；而换向阀4作为先导控制阀控制锥阀2的启闭，使控制系统更为完善、合理。根据锥阀2在不同工作状态下液压凿岩机6的工作情况，将控制系统设计为常闭和常开两种控制方式：即锥阀2关闭时，液压凿岩机6不工作，而其开启时液压凿岩机6工作，则称常闭系统；反之，则称常开系统。常开与常闭系统两者关系，在于锥阀2、换向阀4和液压凿岩机6三者之间的油路联接不同，二者存在着互非关系：常闭系统是在减压阀3工作时，换向阀4右位工作，锥阀2开启，油流通过锥阀2，推动液压凿岩机6工作，否则油流则通过安全溢流阀5空载卸荷(此时HD泵1处于高压小流量工况)。非正常工况下的安全卸荷也由安全溢流阀5完成。常开系统是在减压阀3工作时，换向阀4右位工作，锥阀2关闭，油流通过油路13推动液压凿岩机6工作，否则油流则通过锥阀2空载卸荷，而非正常工况下的安全卸荷也由安全溢流阀5完成。在上述系统中，减压阀3的输出一路接换向阀4，一路接HD泵1。而在常闭系统中，HD泵1的输出油压分三路，一路接安全溢流阀5，一路接换向阀4(减压阀3的一路输出控制该换向阀4，从而相应控制锥阀2的启闭)，另一路接锥阀2下腔。当减压阀3无压力油输出时，换向阀4左位工作，HD泵1输出的一路压力油通过换向阀4的A口、C口和油道12作用到锥阀2阀芯将其压紧，HD泵1通向锥阀2下腔的压力油不能顶开锥阀2阀芯，液压凿岩机6不工作；当减压阀3有压力油输出时，换向阀4转为右位工作，即C口、B口接通；锥阀2上腔的油可通过油道12、换向阀4的C口和B口回油箱，从而HD泵1遥向锥阀2下腔的压力油可顶开锥阀2阀芯，经锥阀2阀底推动液压凿岩机6工作。通过操纵减压阀3的手柄，无级改变其倾角，可以获得连续的控制压力油，控制HD泵1的输出流量，这样HD泵1的输出流量也连续改变，由于液压凿岩机6的功率输出取决于流量，故该系统只要操纵减压阀3的手柄并无级改变其倾角，即可无级调节液压凿岩机6的冲击能和冲击频率，以适应各种冲击工况要求。同时，还可以根据液压凿岩机6凿岩作业中的卡钎预兆，主动协调地调节冲击能和冲击频率，及时预防和消除卡钎现象。

由于采用了上述控制系统，不需另设卸荷回路便可实现空载卸荷，实现了对液压凿岩机的无级连续控制，轻冲(半能量)和重冲(全能量)共一套装置，可有效地预防和消除卡钎，提高了液压凿岩机效率，而且，系统的组成元件少，油路简单，可靠性好，设备移动方便。

图1是按流量控制的液压凿岩机常闭控制系统示意图；

图2是按流量控制的液压凿岩机常开控制系统示意图；

图3是不带换向阀的常开控制系统示意图。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的描述。

实施例1：在图1所示常闭控制系统中，当减压阀3不工作时，其控制油道与回油道T相连，油道7不输出压力油。此时启动HD泵1后，由于其工作特性，HD泵1的输出为高压小流量油流，此时锥阀2上腔经油道12、换向阀4的C口和A口及油路10、14与锥阀2下腔相连，锥阀2上、下腔加以同样的压力油，由于锥阀2的特点，锥阀2阀芯压紧，处于关闭状态，HD泵1排出的高压小流量油通过油道11经安全溢流阀5回油，液压凿岩机6不工作，系统处于空载溢流状态。欲使液压凿岩机6工作，则需操纵减压阀3的手柄，使其控制口接外界控制压力油源P，于是其将输出一定的控制压力油，一路通过油道7、9推动换向阀4，使其处于右位工作；另一路通过油道7、8控制HD泵1的变量活塞，HD泵1输出的压力油经油道11、14顶开锥阀2阀芯，经油道13驱动液压凿岩机6工作。通过操纵减压阀3的手柄，无级改变其倾角，可以获得连续控制油压以控制HD泵1的输出流量，使液压凿岩机6的输出冲击功率可方便地根据具体工况要求而改变。这样，使全能量冲击和半能量冲击共用一套装置和油路也就得以实现。

实施例2：在图2所示的常开控制系统中，不操作减压阀3的手柄时，油路7同样不输出压力油，换向阀4处于左位工作，油道10的压力油不能通过换向阀4给锥阀2阀芯以压力，HD泵1输出的压力油经油道11、15、14顶开锥阀2的阀芯卸荷，液压凿岩机6不工作，锥阀2处于常开状态。当操纵减压阀3的手柄时，其输出的控制压力油经油道7、9使换向阀4处于右位工作，油道10的压力油流经换向阀4的B口、C口和油道12给锥阀2阀芯以压力，使锥阀2关闭，HD泵1输出的压力油经油道11、13驱动液压凿岩机6工作。

实施例3：在不需常开常闭的变换而只需系统在常开的条件下工作时，实施例2中的换向阀4可以取消，系统成为如图3所示。即从减压阀3输出的控制压力油一方面通过油道7和8遥控HD泵1，同时通过油道7和7′进入锥阀2的上腔使其处于关闭状态。这时HD泵1输出的高压油经油道11、13驱动液压凿岩机6工作。

Claims (4)

1.一种按流量控制的液压凿岩机控制系统，由变量泵、换向阀、安全溢流阀和液压凿岩机等组成，其特征是：通过所设的相关油道，以减压阀(3)遥控HD泵(1)和换向阀(4)，又以换向阀(4)先导控制锥阀(2)，将其构成常闭或常开控制系统。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征是：在常闭系统中，从减压阀(3)输出的信号油，通过油道(7)、(9)控制换向阀(4)处于右位工作，经油道(12)、C口、B口将锥阀(2)上腔的压力油向外卸泄，来自HD泵(1)的高压油P通过油道(11)、(14)打开锥阀(2)，经油道(13)控制液压凿岩机(6)。

3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征是：在常开系统中。从减压阀(3)输出的信号油，通过油道(7)、(9)控制换向阀(4)处于右位工作，来自HD泵(1)的高压油P，一方面经油道(10)、B口、C口、油道(12)作用于锥阀(2)上腔使其关闭，另一方面通过油道(11)、(13)控制液压凿岩机(6)。

4.根据权利要求3所述的控制系统，其特征是：在常开系统中，从减压阀(3)输出的信号油，通过油道(7)、(7′)直接进入锥阀(2)的上腔将其关闭，来自HD泵(1)的高压油P经油道(11)、(13)控制液压凿岩机(6)。

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