CN201865654U

CN201865654U - 旋挖钻机自动回位控制装置

Info

Publication number: CN201865654U
Application number: CN2010202646152U
Authority: CN
Inventors: 白浩伟; 孟庆莲; 王成虎; 申丽; 李建新; 仝文欢; 刘春鹏; 张同生; 曹国振
Original assignee: Zhengzhou Yutong Heavy Industry Co Ltd
Current assignee: Zhengzhou Yutong Heavy Industry Co Ltd
Priority date: 2010-07-21
Filing date: 2010-07-21
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2020-07-21

Abstract

一种旋挖钻机钻杆自动回位控制装置，所述装置中的回转控制手柄的左回转、右回转位和自动位的信号输出端分别接入控制器相应的控制信号输入端，控制器的各输出端依次分别与电比例伺服控制换向阀、电比例反馈阀、电磁溢流阀的输入端口电连接；电比例反馈阀的信号输出端与液压动力源的信号输入端口液连接；液压动力源的压力油输出口接入电比例伺服控制换向阀进油端口；电比例伺服控制换向阀的两个出油端口分别接入回转马达的相应工作油口；回转马达的输出轴通过联轴器接入回转减速机的输入轴，所述回转减速机的中心轴旋转信号输出端通过回转编码器接入控制器的相应信号输入端。

Description

旋挖钻机自动回位控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种桩孔设备的，具体涉及一种旋挖钻机钻杆自动回位控制装置。

背景技术

目前旋挖钻机在作业过程中，回转控制部分采用人机相结合的控制方式，其控制过程如下：

钻机主卷下钻时，将原作业位记为原始控制位置，作为卸料以后的上车回转平台回位控制位，在卸料后，人工操作回转手柄，上车回转角度相对于控制位的实时角度被记录并实时显示在驾驶室操作显示屏上，操作人员通过驾驶室屏幕显示角度，判断钻斗是否回到原作业孔位，通过手柄及目测钻具相对于实际孔位的偏差，进行手动调整，满足下钻对中的安全要求。

上述现有技术的控制方法的不足之处在于：

A、整个回转控制过程采用人机相结合的控制方法，对工人的操作熟练程度及操作的注意力都有较高的要求，使主机使用效率下降。

B、回转对中控制精度不高，容易造成作业孔径超方(实际作业孔径大于工程要求作业孔径)。对工程质量及造价产生影响。

C、控制安全性不高，主要表现在以下两点：

a、桩孔口无护桶保护状态下，由于人工回转控制精度不高，容易造成孔口成喇叭口形状，影响作业成孔质量及主卷下钻的安全性；

b、在孔口有护桶保护的状态下，由于操作人员在长时间、高强度节奏下工作，注意力会逐渐下降，尤其在光线不好的情况下，如果钻斗和作业孔位没有对中，此时下主卷容易造成砸烂护桶或碰坏钻斗，使主卷扬钢丝绳松动，造成乱绳跳绳现象，严重影响主机的安全性及可靠性。

鉴于以上传统方案的不足，找到一种间接，高效、安全的回转控制技术尤为重要。

发明内容

本实用新型的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种旋挖钻机钻杆自动回位控制装置。

本实用新型的目的可通过下述技术措施来实现：

本实用新型的旋挖钻机钻杆自动回位控制装置包括回转控制手柄(电控手柄)、控制器、电比例反馈阀、电磁溢流阀、电比例伺服控制换向阀、回转马达、回转减速机、回转编码器、液压动力源，其中：所述回转控制手柄的左提升位(左回转位)、右下降位(右回转位)和自动位的信号输出端分别接入控制器相应的控制信号输入端，控制器的第一控制信号输出端、第二控制信号输出端、第三控制信号输出端依次分别与电比例伺服控制换向阀、电比例反馈阀、电磁逆流阀的控制信号输入端口电连接；电比例反馈阀的信号输出端与液压动力源的信号输入端口管路连接；液压动力源的压力油输出口通过管路接入电比例伺服控制换向阀进油端口；电比例伺服控制换向阀的回油口通过管路接入油箱，电比例伺服控制换向阀的两个出油端口分别通过管路接入回转马达的相应工作油口；所述回转马达的出输出轴通过联轴器接入回转减速机的输入轴，回转马达的下降腔压力信号输出端通过压力传感器接入控制器的相应信号输入端；所述回转减速机的中心轴旋转信号输出端通过回转编码器接入控制器的相应信号输入端。

本实用新型的有益效果如下：

a、现有系统操作由于采用的是液压先导手柄+开关按钮的方式，且设备功能多，在操作时容易出现误操作状况，造成设备损害或人员伤害；同时需要将多路先导管路引入驾驶室，造成安装及维修不便；而采用电控手柄操作的本实用新型，则可以简化安装，维修及故障诊断方便，同时可以通过程序实现多个执行机构之间的逻辑互锁或联动控制，有效的提高了机械的安全性。将操作人员从繁琐的操作程序中解脱出来，降低钻机回转控制对驾驶员的依赖程度，提高钻机的可操作性。

b、提高钻机的回转控制精度，使钻机作业更加安全、可靠。

c、避免传统方案中由于回转突然启动、停车等恶劣工况所造成的整车冲击，使钻机前桅杆等大型结构件运动更加稳定，提高整机安全可靠性。

附图说明

图1是本实用新型的逻辑控制图。

图2是本实用新型的电比例液压控制主阀块原理图。

图2中序号：1′、电磁溢流阀 2′、电比例伺服控制换向阀 3′、电比例减压阀 4′、溢流阀 5′、进口压力补偿阀 6′、梭阀 7′、回转回转减速机制动油缸 8′、回转编码器 9′、回转马达 10′、双向溢流阀 11′、双向液压锁。

图3是本实用新型中主泵控制原理图(以负流量控制为例)。

具体实施方式

本实用新型以下将结合实施例(附图)作进一步描述：

如图1所示，本实用新型的旋挖钻机钻杆自动回位控制装置包括回转控制手柄(电控手柄)、控制器、电比例反馈阀、电磁逆流阀、电比例伺服控制换向阀、回转马达、回转减速机、回转编码器、传感器、液压动力源，其中：所述回转控制手柄的左提升位、右提升位和自动位的信号输出端分别接入控制器相应的控制信号输入端，控制器的第一控制信号输出端、第二控制信号输出端、第三控制信号输出端依次分别与电比例伺服控制换向阀、电比例反馈阀、电磁逆流阀的控制信号输入端口电连接；电比例反馈阀的信号输出端接入液压动力源的信号输入端口；液压动力源的压力油输出口通过管路接入电比例伺服控制换向阀进油端口P；电比例伺服控制换向阀的回油口T通过管路接入油箱，电比例伺服控制换向阀的两个出油端口A1、B1分别通过管路接入回转马达的相应工作油口A2、B2；所述回转马达的输出轴通过联轴器接入回转减速机的输入轴，所述回转减速机的中心轴旋转信号输出端输出的信号12通过回转编码器接入控制器的相应信号输入端。

本实用新型的工作原理如下：

钻机在作业时，将原作业孔位置记为零点，钻具在提钻后，逆时针或顺时针回转卸料后，需要自动会中并要求准确的回到原作业零点位置，此时钻机逆时针或顺时针回转卸料角度通过减速机的中心轴旋转信号输出端输出信号，经过回转编码器，输送给控制器，控制器通过运算记录累计卸料回转角度，并将此角度作为自动会中参考控制角度R1计入控制器。

按动回转操作手柄上的自动位控制按钮后，操作手柄自动位输出信号，将该信号输入控制器的自动会中输入端子后，控制器通过和原始记录参考角度R1对比，输出控制信号5、6、7三路指令。第二路指令信号6从控制器的比例阀反馈输出端子输出，输送给电比例反馈阀，通过电比例反馈阀输出反馈信号10给液压动力源，液压动力源按照信号的大小输出不同压力、流量的油源，提供给比例伺服阀；第三路指令信号7通过控制器相应控制端子输送给电比例溢流阀控制端子，使电磁溢阀保证系统在正常压力范围内工作；第一路控制信号5通过控制器相应的输出端子，输送给电比例伺服控制换向阀的控制端口，使逻辑图中电比例阀P口和A1口相同，压力油源通过比例伺服阀A1口进入马达A2口，马达B2口通过比例伺服阀T口，回到油箱，压力油源从P------A1-----A2------B2------T口的运行中实现马达自动顺时钟或逆时针往原始零位记录位置回转，在回转过程中，回转减速机输出实时角度信号12，通过回转编码器转换为信号9，信号9输入控制器反馈端子，控制器通过实时检测运算，计算出实际回转角度R2大小，R1和R2通过控制器比较，如果R1原大于R2，则马达带动回转减速机实现上车快速会中；如果R1和 R2比较接近，则控制器输出信号随之递减，使马达速度降低，通过回转减速机实现上车减速控制；如果R1和R2相等，则信号5、6、7同时终止，阀口P和A1间关死，马达和上车停止运行，通过以上逻辑过程，使上车自动回位到原作业零点位置，实现自动会中功能。

本实用新型以下将结合附图2、图3(即一键自动回中原理)作进一步详述：

钻机提钻到作业孔面以上，上车回转平台如果逆时针回转卸料，在回转过程中，回转减速机7′通过回转编码器8′，输出回转卸料信号⑦，通过控制器运算计算出实际的卸料回转角度R1，此角度作为自动会中控制参考角度被记录在控制器中。

卸料合斗以后，按手柄一键会中按钮，手柄自动位控制端子输出控制信号③，该信号输入控制器(总线控制器)的自动回位端子，控制接收到信号③后，通过控制器运算，输出信号①、⑤、⑥；信号①输送给电比例反馈阀3′，电比例反馈阀3′根据信号①的大小，输出不同的压力信号，通过阀口PL反馈给变量泵控制口(图3的PL口)，控制泵输出相应压力和流量的油源；信号⑤输送给电比例伺服控制换向阀2′，控制电比例伺服控制换向阀2′的P口和A口相通，B口和T口相通，压力油源通过P---A---A1---A2---C1---C2---B2---T各回路口实现连续运行，推动回转马达9′运动，回转马达9′带动回转回转减速机及上车回转平坦顺时钟返回原作业零点；信号⑥反馈给电比例溢流阀1′，保证系统最高输出压力，使系统压力处于安全要求的范围之内。

在上车回转过程中，回转减速机输出转角信号，通过回转编码器转换为控制信号⑦，信号7通过控制器运算，计算出实时回转角度R2，角度R2和参考控制角度进行对比。如果R2远大于R1，则信号①以最大信号量输入电比例伺服控制换向阀2′，使阀口P与A开口保持最大，此时系统通过控制器输出信号①、⑥确保最大流量油源通过马达，使马达快速顺时针回转；如果R1和 R2接近，则信号①以最大到最小递减信号量输入电比例伺服控制换向阀2′，使马达9′速度降低，上车回转实现匀减速控制功能；如果R1和R2相等，则信号①、⑤、⑥同时停止，阀口P与A间开口截至，马达9′在没有压力油源输入的情况下停车，使上车回转平台停止在原零点作业位置。

以上控制过程有机结合，可以实现钻机回转平台自动回位中功能。本实用新型中所述的回转控制手柄的型号为JC6000-A2LBRS英国P＆J；所述回转编码器的型号为Kubler 8.5868.322A.2112德国Kübler或RSA597瑞典LEINE LINDE；所述的控制器型号为TTC 200德国TTControl。

Claims

1.一种旋挖钻机钻杆自动回位控制装置，其特征在于：所述装置包括回转控制手柄、控制器、电比例反馈阀、电磁溢流阀、电比例伺服控制换向阀、回转马达、回转减速机、回转编码器、传感器、液压动力源，其中：所述回转控制手柄的左提升位、右下降位和自动位的信号输出端分别接入控制器相应的控制信号输入端，控制器的第一控制信号输出端、第二控制信号输出端、第三控制信号输出端依次分别与电比例伺服控制换向阀、电比例反馈阀、电磁溢流阀的控制信号输入端口电连接；电比例反馈阀的信号输出端与液压动力源的信号输入端口液连接；液压动力源的压力油输出口通过管路接入电比例伺服控制换向阀进油端口；电比例伺服控制换向阀的回油口通过管路接入油箱，电比例伺服控制换向阀的两个出油端口分别通过管路接入回转马达的相应工作油口；所述回转马达的输出轴通过联轴器和减速机输入轴连接，回转马达的下降腔压力信号输出端通过压力传感器接入控制器的相应信号输入端；所述回转减速机的中心轴旋转信号输出端通过回转编码器接入控制器的相应信号输入端。