CN203271715U - 旋挖机钻头触底检测与控制装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种旋挖机钻头触底检测与控制装置，包括控制器、蜂鸣器、控制手柄、主卷扬马达、制动器、减速器、主卷扬滚筒和主卷扬液压系统，其中主卷扬马达的输出轴上依次安装制动器、减速器和主卷扬滚筒；主卷扬液压系统的两端分别与控制器连接，在主卷扬马达的两端还安装有压力传感器。该装置利用主卷扬液压系统，可自动检测旋挖机钻头是否触底，减轻对操作员的技术要求和压力，提高作业效率；本实用新型所涉及的零部件经济实用，且布设简单易行，适宜推广使用。

Description

旋挖机钻头触底检测与控制装置

技术领域

本实用新型属于工程机械技术领域，具体涉及一种旋挖机钻头触底检测及控制装置。

背景技术

目前，国内外旋挖机钻杆起落大多采用的是液压马达带动卷扬减速机操纵，但在每一次取土后再次返回到前一次土层时，大都需要凭借操作手的经验和感觉，如果钻头触底后没有及时停机，卷扬机将继续下放钢丝绳，将导致卷筒乱绳，进而钢丝绳在松弛状态下交绕在一起，在受拉的时候结构遭到破坏，缩短钢丝绳的寿命。同时，由于钢丝绳的松弛，有可能不能提供足够的摩擦力带动测深滑轮同步滚动，从而造成钻孔深度的测量误差增大。另外，当出现乱绳现象时，无疑会增加驾驶员的操作强度和卷扬液压系统的动作时间，从而降低了人和机器的工作效率。旋挖机在施工过程中，经常出现因操作手失误而造成主卷扬钢丝绳乱绳的现象，如果要求操作手在下放主卷扬的过程中一直不停的通过驾驶室玻璃回头查看钢丝绳状态来防止乱绳，极易造成操作手疲劳。此种钻头触底方法自动化程度低，人为因素影响大，有经验的操作手可准确判断出钻头是否触底，而一般操作手很难准确判断，往往是钻头触底导致钢丝绳过放后，反转卷扬马达，二次提升，之后继续下放，反复多次才能成功。有的厂家在主卷扬位置上安装有摄像头，操作手可以在驾驶室内直接观察主卷扬的下放过程，但旋挖机工况恶劣，摄像头极易损坏，可靠性差。如果操作手处理不及时的话，还是容易出现钢丝绳乱绳现象。因此，在旋挖机上安装一套钻头触底自动检测系统是非常有必要的。

发明内容

针对现有技术当中存在的问题，本实用新型提出一种旋挖机钻头触底检测与控制装置，使操作手能够及时判断旋挖机钻头是否触底，提高旋挖机的工作寿命和工作效率。

为了实现上述任务，本实用新型采用的技术方案是：

一种旋挖机钻头触底检测与控制装置，包括控制器、蜂鸣器、控制手柄、主卷扬马达、制动器、减速器、主卷扬滚筒和主卷扬液压系统，其中主卷扬马达的输出轴上依次安装制动器、减速器和主卷扬滚筒；

所述的主卷扬液压系统包括油箱、补油泵、主液压泵和电磁换向阀，所述的补油泵连接在主液压泵上，电磁换向阀的一个输入端通过主液压泵与油箱连接，电磁换向阀的另一个输入端分别连接补油泵和油箱；电磁换向阀的两个输出端通过主卷扬马达构成回路，在回路上依次设置有与主卷扬马达并联的过载溢流阀、平衡阀和梭阀，所述的平衡阀的一端与所述的油箱连接；在梭阀上还连接有制动器释放阀，制动器释放阀与所述的制动器连接；

该装置还包括分别安装在主卷扬马达两端的压力传感器，所述的压力传感器均连接至控制器；控制器还分别与所述的控制手柄、蜂鸣器和电磁换向阀连接。

所述的过载溢流阀设置两个，两个过载溢流阀串联连接后与主卷扬马达并联。

本实用新型给出了一种旋挖机钻头触底检测与控制装置，该装置利用主卷扬液压系统，可自动检测旋挖机钻头是否触底，减轻对操作员的技术要求和压力，提高作业效率；本实用新型所涉及的零部件经济实用，且布设简单易行，适宜推广使用。

附图说明

图1为本装置的整体结构示意图；

图2为旋挖机钻杆上升时主卷扬液压系统油路示意图；

图3为旋挖机钻杆下降时主卷扬液压系统油路示意图；

图4为旋挖机钻头触底时检测程序流程图；

图5为旋挖机钻杆下降时压力传感器获取的油压信号变化示意图；

图中标号分别代表：1—油箱，2—补油泵，3—主液压泵，4—电磁换向阀，5—蜂鸣器，6—控制手柄，7—压力传感器，8—过载溢流阀，9—制动器，10—减速器，11—主卷扬滚筒，12—主卷扬马达，13—平衡阀，14—梭阀，15—制动器释放阀；

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

遵从上述技术方案，如图1所示，本实施例给出一种旋挖机钻头触底检测与控制装置，包括控制器、蜂鸣器5、控制手柄6、主卷扬马达12、制动器9、减速器10、主卷扬滚筒11和主卷扬液压系统，其中主卷扬马达12的输出轴上依次安装制动器9、减速器10和主卷扬滚筒11；

所述的主卷扬液压系统包括油箱1、补油泵2、主液压泵3和电磁换向阀4，所述的补油泵2连接在主液压泵3上，电磁换向阀4的一个输入端通过主液压泵3与油箱1连接，电磁换向阀4的另一个输入端分别连接补油泵2和油箱1；电磁换向阀4的两个输出端通过主卷扬马达12构成回路，在回路上依次设置有与主卷扬马达12并联的过载溢流阀8、平衡阀13和梭阀14，所述的平衡阀13的一端与所述的油箱1连接；在梭阀14上还连接有制动器释放阀15，制动器释放阀15与所述的制动器9连接；

该装置还包括分别安装在主卷扬马达12两端的压力传感器7，所述的压力传感器7均连接至控制器；控制器还分别与所述的控制手柄6、蜂鸣器5和电磁换向阀4连接。所述的过载溢流阀8设置两个，两个过载溢流阀8串联连接后与主卷扬马达12并联。

如图2所示，提升钻杆时，推动控制手柄6使电磁换向阀4工作于上位，由于梭阀14和制动器释放阀15的设定压力低于平衡阀13的设定压力，所以，主液压泵3输出的高压油先从梭阀14上端进入制动器释放阀15解除制动；之后，待油压升高到足以打开平衡阀13时，高压油经过平衡阀13的B口进入主卷扬马达12，当主卷扬马达12的进出口压差达到能够带动主卷扬滚筒11转动时，主卷扬马达12开始转动，主卷扬马达12回油经过下面的平衡阀13的阀芯节流口流出，保持一定背压，以使主卷扬处于平稳工作状态。操作控制手柄6使电磁换向阀4工作在中位，平衡阀13和制动阀释放阀关闭，主卷扬马达12回油口封闭，制动器9恢复制动作用，主卷扬马达12停止转动。

如图3所示，下放钻杆时，推动控制手柄6使电磁换向阀4工作于下位，主液压泵3输出的高压油经过平衡阀13的A口进入，同时作用在制动器释放阀15、平衡阀13阀芯下端和主卷扬马达12，由于制动器释放阀15设置压力较低，高压油首先打开制动器9；随着压力的升高，平衡阀13的阀芯被推到上端，主卷扬马达12开始转动，主卷扬马达12回油经过平衡阀13阀芯的节流口流出，保持一定背压，以使主卷扬处于平稳工作状态。停止控制手柄6后，电磁换向阀4回到中位，平衡阀13关闭，主卷扬马达12停止转动，制动器9恢复制动状态。在钻头的下放过程中,主卷扬马达12做负功,即负载带动主卷扬马达12旋转。此时液压系统的压力差(马达进出油口的压力差P1-P2)为负值,而当钻头触底后,马达不再带负载,此时液压系统的压力差为0。在钻头的下放过程中，每一级钻杆下伸至终端时都会产生负载波动，而且负载逐级减小，液压系统的压力也随之波动，但是只要有负载存在，液压系统始终有压差存在，主卷扬马达12进出油口压力差始终为负值，只有当钻头触底时，压差变为0。因此，根据马达进出油口的压力差是否为0，即可判断钻头是否触底。

为了能检测主卷扬马达12进出口液压油压力差，在马达进出油口两侧分别安装压力传感器7，进油口压力传感器7信号记为P1，出油口压力传感器7压力信号记为P2；用导线将压力传感器7信号送入控制器做比较；当旋挖机钻杆下放工况时，压力差P1-P2<0，直到钻头触底时，压力差P1-P2由负变为零，此时，控制器经导线给安装于操作室的蜂鸣器5和红色闪烁信号灯，操作员即可获知钻头触底信息。

程序流程如图4所示，当钻杆下放后，压力传感器7开始采集高、低压油路压力，送入控制器做比较运算（P1-P2），并判断P1-P2是否为0，若为0则蜂鸣器5报警，否则继续采集信息。此过程中，压力差P1-P2的变化示意图如图5所示，其值始终为负值，直到触底时刻t1变为0并保持。

Claims (2)

1.一种旋挖机钻头触底检测与控制装置，其特征在于，包括控制器、蜂鸣器（5）、控制手柄（6）、主卷扬马达（12）、制动器（9）、减速器（10）、主卷扬滚筒（11）和主卷扬液压系统，其中主卷扬马达（12）的输出轴上依次安装制动器（9）、减速器（10）和主卷扬滚筒（11）；

所述的主卷扬液压系统包括油箱（1）、补油泵（2）、主液压泵（3）和电磁换向阀（4），所述的补油泵（2）连接在主液压泵（3）上，电磁换向阀（4）的一个输入端通过主液压泵（3）与油箱（1）连接，电磁换向阀（4）的另一个输入端分别连接补油泵（2）和油箱（1）；电磁换向阀（4）的两个输出端通过主卷扬马达（12）构成回路，在回路上依次设置有与主卷扬马达（12）并联的过载溢流阀（8）、平衡阀（13）和梭阀（14），所述的平衡阀（13）的一端与所述的油箱（1）连接；在梭阀（14）上还连接有制动器释放阀（15），制动器释放阀（15）与所述的制动器（9）连接；

该装置还包括分别安装在主卷扬马达（12）两端的压力传感器（7），所述的压力传感器（7）均连接至控制器；控制器还分别与所述的控制手柄（6）、蜂鸣器（5）和电磁换向阀（4）连接。

2.如权利要求1所述的旋挖机钻头触底检测与控制装置，其特征在于，所述的过载溢流阀（8）设置两个，两个过载溢流阀（8）串联连接后与主卷扬马达（12）并联。

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