CN204572600U - 钻机用液压系统和钻机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种钻机用液压系统和钻机，液压系统包括多个不同时工作的执行机构，该多个执行机构至少包括行走执行机构、钻孔姿态执行机构以及钻孔作业执行机构，液压系统还包括分配阀和多个液压泵，该分配阀连接在多个液压泵和多个执行机构之间并且至少具有可切换的第一工作位、第二工作位和第三工作位，在第一工作位，分配阀将多个液压泵输出的压力油全部供应到行走执行机构；在第二工作位，分配阀将多个液压泵输出的压力油全部供应到钻孔姿态执行机构；在第三工作位，分配阀将多个液压泵输出的压力油全部供应到钻孔作业执行机构。因此本实用新型能够在满足各执行机构工作的同时降低对每个液压泵规格和要求，从而优化液压系统的能效和能耗。

Description

钻机用液压系统和钻机

技术领域

本实用新型涉及钻机用钻机的液压系统领域，具体地，涉及一种钻机用液压系统和使用该液压系统的钻机，更具体地，涉及一种液压动力分配的液压系统。

背景技术

液压传动系统1795年最早在英国出现，在19世纪20年代得到了突飞猛进的发展，二战期间美国30％机床使用液压系统，1955年日本液压传动迅速发展，并处于世界领先的位置。我国的液压研究在80年代才得以发展，至今我国液压传动仍然处于相对落后的地位。众所周知液压系统的缺点是能量的转化率不高、功率损失较大、传动介质容易发热、易造成油污染等问题，如何解决这些问题成为了液压传动发展的方向。

液压系统中能量转化率低、功率损失大的缺点已成为液压系统发展的最大阻碍，为了克服这一缺点，例如公告号为CN203035130U的中国实用型专利使用了多阀操控、换向持续输出的液压系统方式，提高了有功的功率、增加了能量转化的效率。但是由于操作阀较多、负载较少的原因，还是不能充分增加效率，使油路大部分时间处于空载，没有做功。

随着液压系统在大型工程机械中的应用，这种问题尤其在使用钻机领域中凸出，目前大型的液压钻机多具有多个执行机构，例如履带行走机构、调节钻孔姿态的机构以及钻孔作业本身的旋转、冲击等机构。因此，如何优化对该多个执行机构的能效具有积极意义。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种钻机用液压系统，该钻机用液压系统结构简单操作方便并且能够提升多个执行机构的能源利用率。

本实用新型的另一目的是提供一种钻机，该钻机使用本实用新型提供的钻机用液压系统。

根据本实用新型的一个方面，提供一种钻机用液压系统，包括多个不同时工作的执行机构，该多个执行机构至少包括行走执行机构、钻孔姿态执行机构以及钻孔作业执行机构，所述液压系统还包括分配阀和多个液压泵，该分配阀连接在所述多个液压泵和所述多个执行机构之间并且至少具有可切换的第一工作位、第二工作位和第三工作位，在所述第一工作位，所述分配阀将所述多个液压泵输出的压力油全部供应到所述行走执行机构；在所述第二工作位，所述分配阀将所述多个液压泵输出的压力油全部供应到所述钻孔姿态执行机构；在所述第三工作位，所述分配阀将所述多个液压泵输出的压力油全部供应到所述钻孔作业执行机构。

优选地，所述分配阀包括多个同步切换工作位的换向阀，该多个换向阀的数量与所述多个液压泵的数量相同，并且每个所述液压泵和所述多个执行机构之间连接有一个所述换向阀，该多个换向阀分别具有与所述第一工作位、所述第二工作位和所述第三工作位对应的三个工作位。

优选地，每个换向阀至少具有四个油口，以分别用于与对应的所述液压泵、所述行走执行机构、所述钻孔姿态执行机构以及所述钻孔作业执行机构连通。

优选地，所述多个液压泵包括第一泵和第二泵，所述换向阀包括第一换向阀和所述第二换向阀，所述第一换向阀连接在所述第一泵和所述多个执行机构之间，所述第二换向阀连接在所述第二泵和所述多个执行机构之间。

优选地，所述行走执行机构包括分别驱动钻机两侧履带行走的第一行走机构和第二行走机构，所述钻孔姿态执行机构包括上装回转定位机构和大臂姿态定位机构，所述钻孔作业执行机构包括旋转作业机构和冲击作业机构，在所述第一工作位，所述第一换向阀使得所述第一泵的输出的压力油供应到所述第一行走机构；并且所述第二换向阀使得所述第二泵的输出压力供应到所述第二行走机构；在所述第二工作位，所述第一换向阀使得所述第一泵的输出的压力油供应到所述上装回转定位机构；并且所述第二换向阀使得所述第二泵的输出压力供应到所述大臂姿态定位机构；在所述第三工作位，所述第一换向阀使得所述第一泵的输出的压力油供应到所述旋转作业机构；并且所述第二换向阀使得所述第二泵的输出压力供应到所述冲击作业机构。

优选地，所述第一换向阀和所述第二换向阀分别为具有M型中位机能的三位四通换向阀，该三位四通换向阀具有与所述第一工作位对应的左位，与所述第二工作位对应的中位，与所述第三工作位对应的右位，所述第一换向阀具有：连通所述第一泵的出油口的第一进油口；连通所述大臂姿势定位机构的第一回油口；连通所述第一行走机构的A1第一工作油口；以及连通所述旋转作业机构的B1第二工作油口；所述第二换向阀具有：连通所述第二泵的出油口的第二进油口；连通所述上装回转定位机构的第二回油口；连通所述第二行走机构的A2第一工作油口；以及连通所述冲击作业机构的B2第二工作油口。

优选地，所述多个换向阀分别具有控制阀芯动作的阀杆，每个换向阀的阀杆分别与同一根操作杆连接。

优选地，所述第一泵和所述第二泵为由同一电机驱动的双联泵。

优选地，所述第一行走机构和所述第二行走机构分别包括液压马达，所述上装回转定位机构为液压马达，所述大臂姿态定位机构包括一个或多根液压油缸，所述旋转作业机构为液压马达，所述冲击作业机构为液压冲击马达。

根据本实用新型的另一方面，提供一种钻机，该钻机包括本实用新型提供的液压系统。

通过上述技术方案，由于钻机的行走执行机构、钻孔姿态执行机构和钻孔作业执行机构不同时工作，本实用新型巧妙地通过分配阀能够将多个液压泵的输出压力同时分配到正在工作的执行机构中，而避免有些液压泵对不工作的执行机构中进行无用功的供油，还能够避免液压泵空置而浪费动力。这样，本实用新型还能够在满足各执行机构工作的同时降低对每个液压泵规格和要求，从而使得能效得到显著提升，并且避免了不必要的能耗。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型优选实施方式提供的钻机用液压系统的结构原理图。

附图标记说明

1           液压泵           2       执行机构

3           分配阀

11          第一泵           12      第二泵

21          行走执行机构     22      钻孔姿态执行机构

23          钻孔作业执行机构

31          第一换向阀       32      第二换向阀

33          阀杆

211         第一行走机构     212     第二行走机构

221         上装回转定位机构 222     大臂姿态定位机构

231         旋转作业机构     232    冲击作业机构

P1          第一进油口       T1     第一回油口

A1          A1第一工作油口   B1     B1第二工作油口

P2          第二进油口       T2     第二回油口

A2          A2第一工作油口   B2     B2第二工作油口

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

另外，在液压领域中，本领域技术人员公知的是，能够实现某种功能的阀件可以是单一阀件、集成阀组或由多个阀件靠管线连接而成，例如本实用新型下述的分配阀3的具体结构，可以是集成在同一阀组内也可以单独设置，对于此类变形均应落在本实用新型的保护范围中。

如图1所示，本实用新型提供一种钻机用液压系统，此外还提供一种使用该液压系统的钻机，其中液压系统中包括多个不同时工作的执行机构2，该多个执行机构至少包括行走执行机构21、钻孔姿态执行机构22以及钻孔作业执行机构23，为了实现对本实用新型的目的，本实用新型提供的钻机用液压系统还包括分配阀3和多个液压泵1，该分配阀3连接在多个液压泵1和多个执行机构2之间并且至少具有可切换的第一工作位、第二工作位和第三工作位，在第一工作位，分配阀3将多个液压泵1输出的压力油全部供应到行走执行机构21；在第二工作位，分配阀3将多个液压泵1输出的压力油全部供应到钻孔姿态执行机构22；在第三工作位，分配阀3将多个液压泵1输出的压力油全部供应到钻孔作业执行机构23。

因此，在本实用新型的上述技术方案中，由于钻机的行走执行机构21、钻孔姿态执行机构22和钻孔作业执行机构23不同时工作，本实用新型巧妙地利用这一点设有多个提供压力油的液压泵1，并通过分配阀能够将多个液压泵的输出压力同时分配到正在工作的执行机构中，而避免有些液压泵对不工作的执行机构中进行无用功的供油，还能够避免有些液压泵空置而浪费动力。这样，通过设置多个液压泵本实用新型不仅能够满足各执行机构工作，还能降低对每个液压泵规格和要求，从而使得能效得到显著提升，并且避免了不必要的能耗。

需要说明的是，能够实现上述技术方案的实施方式有多种，例如分配阀的结构、类型以及与各个执行机构的连接方式等等，为了方便说明本实用新型，在此只重点介绍其中的优选实施方式，该优选实施方式只用于说明本实用新型，并不用限制本实用新型。

如图1所示，在本实用新型的优选实施方式中，分配阀3包括多个同步切换工作位的换向阀，该多个换向阀的数量与多个液压泵1的数量相同，并且每个液压泵1和多个执行机构2之间连接有一个换向阀，该多个换向阀分别具有与第一工作位、第二工作位和第三工作位对应的三个工作位。这样，通过常见的换向阀即可实现本实用新型提供的分配阀，其中每个换向阀用于控制一个液压泵1的压力油流动方向。并且优选地，每个换向阀至少具有四个油口，以分别用于与对应的液压泵1、行走执行机构21、钻孔姿态执行机构22以及钻孔作业执行机构23连通。从而通过对换向阀三个工作位的切换实现压力油三个不同方向的供应。

在操作上，考虑钻机的操作习惯多为使用在操作台上进行手动操作，因此本实用新型提供的分配阀中的多个换向阀优选采用手动阀，具体地，多个换向阀分别具有控制阀芯动作的阀杆33，每个换向阀的阀杆33分别与同一根操作杆连接。这样，通过操作人员对该操作杆的操作即可同时使得多个换向阀切换到不同工作位，从而实现分配阀的第一、第二以及第三工作位之间的切换。在其他实施方式中，分配阀也可以是电控阀、液控阀等，对于此类变形方式均应落在本实用新型的保护范围中。

在本实用新型提供的优选实施方式中，具体地，综合成本、安装空间以及执行机构的动力要求，本实用新型中的多个液压泵1包括第一泵11和第二泵12，例如使用由电机M驱动的双联泵即可。其中，对应地，换向阀包括第一换向阀31和第二换向阀32，第一换向阀31连接在第一泵11和多个执行机构2之间，第二换向阀32连接在第二泵12和多个执行机构2之间。因此，通过对该两个换向阀进行同步操作即可实现本实用新型上述目的。

具体地，在本实用新型提供钻机中，行走执行机构21包括分别驱动钻机两侧履带行走的第一行走机构211和第二行走机构212，该行钻孔姿态执行机构22包括上装回转定位机构221和大臂姿态定位机构222，钻孔作业执行机构23包括旋转作业机构231和冲击作业机构232，更具体地，第一行走机构211和第二行走机构212分别包括液压马达以驱动履带的驱动轮，上装回转定位机构221为液压马达，该液压马达的输出轴竖直延伸以通过回转实现钻机上装在水平面内360度转动，而大臂姿态定位机构222包括一个或多根液压油缸，从而通过液压油缸的伸缩实现大臂仰角、摆角的调节，旋转作业机构为液压马达也驱动钻杆旋转，冲击作业机构为液压冲击马达以实现对钻杆的后冲击，从而实现钻机回转冲击一体化作业。该冲击和回转功能通过钻机的动力头实现，其中钻机的动力头可以选择日本矿研株式会社生产的KD系列动力头。另外，钻孔作业执行机构23还可以推进动力头向前运动以实现钻孔的推进执行机构，例如液压马达，该液压马达可以通过链条与动力头传动配合以实现动力头的前进和后退。此时该推进执行机构可以与旋转作业机构或冲击作业机构并联以共用液压泵。对于此类变形，以及钻机各执行机构根据整机的要求的变形方式，均应落在本实用新型的保护范围中。

在本实施方式中，在第一工作位，第一换向阀31使得第一泵11的输出的压力油供应到第一行走机构211；并且第二换向阀32使得第二泵12的输出压力供应到第二行走机构212，以实现钻机的行走作业。

在第二工作位，第一换向阀31使得第一泵11的输出的压力油供应到上装回转定位机构221；并且第二换向阀使得第二泵12的输出压力供应到大臂姿态定位机构222，以实现钻机的钻孔姿态的调节作业。

在第三工作位，第一换向阀31使得第一泵11的输出的压力油供应到旋转作业机构231；并且第二换向阀使得第二泵12的输出压力供应到冲击作业机构232，以实现钻机的钻孔作业。

为了实现上述目的，在本实用新型的优选实施例中，第一换向阀31和第二换向阀32分别为具有M型中位机能的三位四通换向阀，即中位时，进油口和回油口连通。该三位四通换向阀具有与第一工作位对应的左位，与第二工作位对应的中位，与第三工作位对应的右位，第一换向阀31具有：连通第一泵11的出油口的第一进油口P1；连通大臂姿势定位机构222的第一回油口T1；连通第一行走机构211的A1第一工作油口A1；以及连通旋转作业机构231的B1第二工作油口B1。第二换向阀32具有：连通第二泵12的出油口的第二进油口P2；连通上装回转定位机构221的第二回油口T2；连通第二行走机构212的A2第一工作油口A2；以及连通冲击作业机构232的B2第二工作油口B2。从而通过将两个三位四通换向阀切换到不同工作位而实现本实用新型中分配阀3的作用，结构简单操作方便。即，使得压力油从三个不同方向供应到三个执行机构中。在其他实施方式中，本领域技术人员在本实用新型的构思下还可以做出各种阀件的选择，例如三位五通换向阀等，对于此类变形均应落在本实用新型的保护范围中。

综上，本实用新型提供的液压系统通过简单的分配阀结构能够使得多个执行机构的能效和能耗得到显著优化，尤其适合于钻机中。因此，具有较高的实用性和推广价值。

以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。

Claims (10)

1.一种钻机用液压系统，包括多个不同时工作的执行机构(2)，该多个执行机构至少包括行走执行机构(21)、钻孔姿态执行机构(22)以及钻孔作业执行机构(23)，其特征在于，所述液压系统还包括分配阀(3)和多个液压泵(1)，该分配阀(3)连接在所述多个液压泵(1)和所述多个执行机构(2)之间并且至少具有可切换的第一工作位、第二工作位和第三工作位，

在所述第一工作位，所述分配阀(3)将所述多个液压泵(1)输出的压力油全部供应到所述行走执行机构(21)；

在所述第二工作位，所述分配阀(3)将所述多个液压泵(1)输出的压力油全部供应到所述钻孔姿态执行机构(22)；

在所述第三工作位，所述分配阀(3)将所述多个液压泵(1)输出的压力油全部供应到所述钻孔作业执行机构(23)。

2.根据权利要求1所述的钻机用液压系统，其特征在于，所述分配阀(3)包括多个同步切换工作位的换向阀，该多个换向阀的数量与所述多个液压泵(1)的数量相同，并且每个所述液压泵(1)和所述多个执行机构(2)之间连接有一个所述换向阀，该多个换向阀分别具有与所述第一工作位、所述第二工作位和所述第三工作位对应的三个工作位。

3.根据权利要求2所述的钻机用液压系统，其特征在于，每个换向阀至少具有四个油口，以分别用于与对应的所述液压泵(1)、所述行走执行机构(21)、所述钻孔姿态执行机构(22)以及所述钻孔作业执行机构(23)连通。

4.根据权利要求2或3所述的钻机用液压系统，其特征在于，所述多个液压泵(1)包括第一泵(11)和第二泵(12)，所述换向阀包括第一换向阀(31)和所述第二换向阀(32)，所述第一换向阀(31)连接在所述第一泵(11)和所述多个执行机构(2)之间，所述第二换向阀(32)连接在所述第二泵(12)和所述多个执行机构(2)之间。

5.根据权利要求4所述的钻机用液压系统，其特征在于，所述行走执行机构(21)包括分别驱动钻机两侧履带行走的第一行走机构(211)和第二行走机构(212)，所述钻孔姿态执行机构(22)包括上装回转定位机构(221)和大臂姿态定位机构(222)，所述钻孔作业执行机构(23)包括旋转作业机构(231)和冲击作业机构(232)，

在所述第一工作位，所述第一换向阀(31)使得所述第一泵(11)的输出的压力油供应到所述第一行走机构(211)；并且所述第二换向阀(32)使得所述第二泵(12)的输出压力供应到所述第二行走机构(212)；

在所述第二工作位，所述第一换向阀(31)使得所述第一泵(11)的输出的压力油供应到所述上装回转定位机构(221)；并且所述第二换向阀使得所述第二泵(12)的输出压力供应到所述大臂姿态定位机构(222)；

在所述第三工作位，所述第一换向阀(31)使得所述第一泵(11)的输出的压力油供应到所述旋转作业机构(231)；并且所述第二换向阀使得所述第二泵(12)的输出压力供应到所述冲击作业机构(232)。

6.根据权利要求5所述的钻机用液压系统，其特征在于，所述第一换向阀(31)和所述第二换向阀(32)分别为具有M型中位机能的三位四通换向阀，该三位四通换向阀具有与所述第一工作位对应的左位，与所述第二工作位对应的中位，与所述第三工作位对应的右位，

所述第一换向阀(31)具有：

连通所述第一泵(11)的出油口的第一进油口(P1)；

连通所述大臂姿势定位机构(222)的第一回油口(T1)；

连通所述第一行走机构(211)的A1第一工作油口(A1)；

以及连通所述旋转作业机构(231)的B1第二工作油口(B1)；

所述第二换向阀(32)具有：

连通所述第二泵(12)的出油口的第二进油口(P2)；

连通所述上装回转定位机构(221)的第二回油口(T2)；

连通所述第二行走机构(212)的A2第一工作油口(A2)；

以及连通所述冲击作业机构(232)的B2第二工作油口(B2)。

7.根据权利要求2或3所述的液压系统，其特征在于，所述多个换向阀分别具有控制阀芯动作的阀杆(33)，每个换向阀的阀杆(33)分别与同一根操作杆连接。

8.根据权利要求4所述的液压系统，其特征在于，所述第一泵(11)和所述第二泵(12)为由同一电机(M)驱动的双联泵。

9.根据权利要求5所述的液压系统，其特征在于，所述第一行走机构(211)和所述第二行走机构(212)分别包括液压马达，所述上装回转定位机构(221)为液压马达，所述大臂姿态定位机构(222)包括一个或多根液压油缸，所述旋转作业机构为液压马达，所述冲击作业机构为液压冲击马达。

10.一种钻机，其特征在于，该钻机包括根据权利要求1-9中任意一项所述的钻机用液压系统。