專利名稱：鉆機(jī)防卡液壓裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種液壓控制裝置。具體說是一種可自動控制油缸的推進(jìn)速度、具有防 卡功能的鉆機(jī)防卡裝置。適用于夾石土快速成孔鉆機(jī)等鉆機(jī)上。
背景技術(shù)：
目前， 一些小型鉆機(jī)上都安裝有液壓控制裝置。如圖1所示，這種液壓控制裝置主要有 油箱、動力源、變量泵、控制閥組、伸縮油缸、沖擊機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)馬達(dá)其中的控制閥組由一 個(gè)溢流閥和左、中、右控制闊組成，溢流閥上有進(jìn)油口a、出油口b和接口c，中控制閥上有 接口 A1 A6和B1 B6，左、右控制閥上均有接口 A1 A6、 B1 B6和C1 C6，溢流閥的出油 口b借助油管依次通過左、中、右控制閥上的接口A3、 A4與回油濾清器的進(jìn)口相連接，溢 流閥的接口 c及左、中、右控制閥的接口 A5都分別通過油管與回油濾清器的進(jìn)口相連接； 左、中、右控制閥的接口 Al和溢流閥的進(jìn)油口都與變量泵的出油口相連通；變量泵的進(jìn)油 口通過進(jìn)油濾清器與油箱的出油口相連，動力源的輸出軸與變量泵的動力輸入端相接；左控 制閥的接口 A2和A6分別與伸縮油缸的大腔和和小腔相連通。中控制閥的接口 A2禾B A6分 別與沖擊機(jī)構(gòu)的大腔f和小腔g相連通，而右控制閥的接口 A2和A6分別與回轉(zhuǎn)馬達(dá)的進(jìn)、 出油口連通；
工作時(shí)，由動力源帶動變量泵工作。液壓油經(jīng)進(jìn)油濾清器后被吸入變量泵并從其出油口 被送入控制閥組。
如圖2所示，當(dāng)鉆機(jī)處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)，由于換向閥5、 6、 7的A1 A2、 A5 A6均處于斷 開狀態(tài)，液壓油只能經(jīng)溢流闊4、換向閥5 7的閉合接口 A3 A4、回油濾清器12后回到油箱 內(nèi)。此時(shí)，伸縮油缸8、沖擊機(jī)構(gòu)9、回轉(zhuǎn)馬達(dá)10均不能工作。
如圖3所示，當(dāng)鉆機(jī)處于工作狀態(tài)時(shí)，換向閥5~7的連接接口分別有待機(jī)狀態(tài)下的A1 A6 切換到B1 B6。此時(shí)，換向閥5~7的B3 B4均處于斷開狀態(tài)，B1 B2、 B6 B5則處于通路狀 態(tài)，液壓油分別經(jīng)換向閥5~7的接口 B1 B2、伸縮油缸8的接口 d、沖擊機(jī)構(gòu)9的接口 f、回 轉(zhuǎn)馬達(dá)10的接口 h進(jìn)入三種執(zhí)行元件，并分別從伸縮油缸8的接口 e、沖擊機(jī)構(gòu)9的接口 g、 回轉(zhuǎn)馬達(dá)10的接口 i和相應(yīng)換向閥5~7的接口 B5 B6、回油濾清器12回到油箱1內(nèi)，從而 帶動三種執(zhí)行元件工作。此時(shí)，伸縮油缸8伸長，鉆具向下推進(jìn)，沖擊機(jī)構(gòu)9對鉆具產(chǎn)生沖 擊振動，回轉(zhuǎn)馬達(dá)10對鉆具產(chǎn)生力矩，在三種執(zhí)行元件的共同作用下，使鉆具對巖土進(jìn)行切 削破碎，并將切削的巖土輸出地面。
當(dāng)鉆具入土深度達(dá)到要求的孔深時(shí)，將控制閥組置于圖4，即將換向閥5、 7的連接接口 分別由工作狀態(tài)下的B1 B2切換到C1 C6，同時(shí)將換向闊6的連接接口分別由工作狀態(tài)下的 B1 B6切換到A1 A6。此時(shí)，換向閥5、 7的借口 C3 C4、換向閥6的A1 A2、 A5 A6均處 于斷開狀態(tài)、換向閥5和7的C1 C6、 C2 C5、換向閥6的A3 A4則處于通路狀態(tài)，液壓油
分別經(jīng)換向閥5和7的接口 C1 C6、伸縮油缸8的接口e、回轉(zhuǎn)馬達(dá)10的接口 i進(jìn)入伸縮油 缸8及回轉(zhuǎn)馬達(dá)10，并分別從伸縮油缸8的接口 d、回轉(zhuǎn)馬達(dá)10的接口 h經(jīng)換向閥5和7的 接口C2^5、回油濾清器12回到油箱中。在此工作回路中，伸縮油缸8縮回，鉆具提升，沖 擊機(jī)構(gòu)9不工作，回轉(zhuǎn)馬達(dá)反轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)成孔目的。
在整個(gè)鉆孔過程中，變量泵輸出的壓力油經(jīng)管道、控制閥后，進(jìn)入伸縮油缸、沖擊機(jī)構(gòu) 和液壓馬達(dá)，驅(qū)動這些元件工作。隨著鉆進(jìn)深度的不斷加大，鉆具的阻力矩也隨著增大。同 時(shí)，系統(tǒng)壓力逐漸提高，油缸推進(jìn)力逐漸增大。當(dāng)系統(tǒng)壓力相對穩(wěn)定后，由于該系統(tǒng)中伸縮 油缸8推進(jìn)速度無法自動調(diào)控或自動換向，只能自由推進(jìn)。因此，往往由于推進(jìn)速度過快會 導(dǎo)致阻力矩增大過快，使鉆具的轉(zhuǎn)矩?zé)o法克服力矩，從而發(fā)生卡鉆，造成鉆具既不能推進(jìn)， 也不能轉(zhuǎn)動，使鉆機(jī)無法正常工作。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的問題是提供一種鉆機(jī)防卡液壓裝置。使用該鉆機(jī)防卡液壓裝置，可 避免卡鉆情況發(fā)生，確保鉆機(jī)正常工作。
為解決上述問題，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案
本實(shí)用新型的鉆機(jī)防卡液壓裝置，包括油箱(1)、變量泵(2)、動力源(3)、進(jìn)油濾清 器(11)、回油濾清器(12)、控制閥組、伸縮油缸(8)、沖擊機(jī)構(gòu)(9)和回轉(zhuǎn)馬達(dá)(10)。 其中的控制閥組由一個(gè)溢流閥(4)和左、中、右換向閥(5、 6、 7)組成，溢流閥(4)上有 進(jìn)油口 (a)、出油口 (b)和接口 (c)，中換向(6)閥上有接口 (A1 A6和B1 B6)，左、 右換向閥(5、 7)上均有接口 (A1 A6、 B1 B6和C1 C6)，溢流閥(4)的出油口 (b)借 助油管依次通過左、中、右換向閥(5、 6、 7)上的接口 (A3、 A4)與回油濾清器(12)的 進(jìn)口相連接，溢流閥(4)的接口 (c)及左、中、右換向閥(5、 6、 7)的接口 (A5)都分 別通過油管與回油濾清器(12)的進(jìn)口相連接。左、中、右換向闊(5、 6、 7)的接口 (Al) 和溢流閥(4)的進(jìn)油口都與變量泵(2)的出油口相連通。變量泵(2)的進(jìn)油口通過進(jìn)油濾 清器(11)與油箱(1)的出油口相連，動力源(3)的輸出軸與變量泵(2)的動力輸入端相 接。中換向閥(6)的接口 (A2和A6)分別與沖擊機(jī)構(gòu)(9)的大腔(f)和小腔(g)相連 通，而右換向閥(7)的接口 (A2和A6)分別與回轉(zhuǎn)馬達(dá)(10)的進(jìn)、出油口連通。
其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是伸縮油缸(8)與控制闊組間有防卡閥組，該防卡閥組由一個(gè)換向閥(13)、 兩個(gè)單向閥(14、 15)和一個(gè)溢流閥(16)組成。換向閥(13)上有接口 (D1 D4和E1 E4)， 其中，溢流閥(16)的一個(gè)油口 (j)和一個(gè)單向閥(14)的一個(gè)油口 (n)分別與換向閥(13) 的接口 (D2)相連，它們的另一個(gè)油口 (k和m)與伸縮油缸(8)的大腔(d)連通。另一 個(gè)單向閥(15)的兩個(gè)油口 (n和m)分別與換向閥(13)的接口 (D4)和溢流閥(16)的 溢流口 (L)相連，換向閥(13)的接口 (D4)與伸縮油缸(8)的小腔(e)連通，換向閥 (13)的接口 (D1和D3)分別與左換向閥(5)上的接口 (A2和A6)相連接。右換向閥(7) 的接口 (A2)與回轉(zhuǎn)馬達(dá)(10)的進(jìn)油口間有繼電器(17)。
采取上述方案，具有以下優(yōu)點(diǎn)
由于本實(shí)用新型在伸縮油缸與控制閥組間設(shè)置有防卡閥組，該防卡閥組由一個(gè)換向閥、
兩個(gè)單向閥和一個(gè)電磁閥組成。換向閥上有接口 D1 D4和E1 E4，其中電磁闊和一個(gè)單向閥 的一個(gè)油口分別與換向閥的接口 D2相連，它們的另一個(gè)油口與伸縮油缸的大腔連通。另--個(gè)單向閥的兩個(gè)油口分別與換向閥的接口 D4和電磁閥的溢流口 L相連，換向閥的接口 D4 與伸縮油缸的小腔連通，換向閥的接口 Dl和D3分別與左控制閥上的接口 A2和A6相連接。 右控制閥的接口 A2與回轉(zhuǎn)馬達(dá)的進(jìn)油口間有繼電器。
當(dāng)鉆機(jī)處于待機(jī)狀態(tài)(控制閥組如圖2所示)時(shí)，液壓油只能經(jīng)溢流閥4、換向閥5 7 的導(dǎo)通接口 A1 A2及回油濾清器回到油箱1。此時(shí)，伸縮油缸8、沖擊機(jī)構(gòu)9和回轉(zhuǎn)馬達(dá)10 不工作。
當(dāng)鉆機(jī)處于工作狀態(tài)(控制閥組如圖3所示)時(shí)，液壓油經(jīng)換向閥5 防卡閥組、換向閥 6、換向閥7分別從左側(cè)管路進(jìn)入伸縮油缸8、沖擊機(jī)構(gòu)9和回轉(zhuǎn)馬達(dá)10，驅(qū)動伸縮油缸8、 沖擊機(jī)構(gòu)9和回轉(zhuǎn)馬達(dá)10工作。此時(shí)，伸縮油缸8伸長，鉆具向下推進(jìn)，沖擊機(jī)構(gòu)對鉆具產(chǎn) 生沖擊振動，回轉(zhuǎn)馬達(dá)IO對鉆具產(chǎn)生力矩，在伸縮油缸8、沖擊機(jī)構(gòu)9和回轉(zhuǎn)馬達(dá)10的共 同作用下，使命鉆具對巖土進(jìn)行切削破碎，并將切削出來的巖土輸出地面。在伸縮油缸8推 進(jìn)的過程中，隨著轉(zhuǎn)具受到的軸向阻力增加，部分液壓油經(jīng)換向閥13左通路D1 D2、溢流 闊16的通道J~l、單向閥14、換向閥13的右通路D4 D3流回油箱，使伸縮油缸推進(jìn)速度降 低。當(dāng)鉆具受到的軸向阻力減少后，伸縮油缸的推進(jìn)速度會自動逐漸增大，推進(jìn)速度的自動 調(diào)節(jié)大大降低了卡鉆的可能性。另外，在鉆機(jī)鉆進(jìn)過程中，隨著鉆具受到的回轉(zhuǎn)阻力矩增大，
系統(tǒng)壓力也隨著增大。如果出現(xiàn)由于伸縮油缸推進(jìn)速度過快而使系統(tǒng)壓力值達(dá)到設(shè)定的系統(tǒng) 壓力值(即略小于回轉(zhuǎn)馬達(dá)的額定壓力)時(shí)，繼電器17會閉合，該壓力信號通過電路傳遞到 防卡閥組中的換向閥13，使換向閥立即換向(從圖6狀態(tài)變換到圖7狀態(tài))，使伸縮油缸從 推進(jìn)狀態(tài)變換到提升狀態(tài)。當(dāng)回轉(zhuǎn)力矩減小，系統(tǒng)壓力值低于設(shè)定的系統(tǒng)壓力值后，系統(tǒng)立 即會自動恢復(fù)到原有工作狀態(tài)。
當(dāng)鉆具入土深度達(dá)到要求的孔深時(shí)，將控制閥阻置于圖4中的狀態(tài)，伸縮油缸8縮回， 鉆具提升，沖擊機(jī)構(gòu)不工作，回轉(zhuǎn)馬達(dá)10反轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)了成孔目的。
因此，使用本實(shí)用新型可避免卡鉆情況發(fā)生，確保鉆機(jī)能正常工作。


圖1是傳統(tǒng)鉆機(jī)液壓控制裝置示意圖2是傳統(tǒng)鉆機(jī)液壓控制裝置的控制閥組待機(jī)狀態(tài)示意圖3是傳統(tǒng)鉆機(jī)液壓控制裝置的控制閥組工作狀態(tài)示意圖4是鉆具提升狀態(tài)時(shí)的傳統(tǒng)鉆機(jī)液壓控制裝置的控制閥組示意圖； 圖5是本實(shí)用新型的鉆機(jī)防卡液壓裝置示意圖6是本實(shí)用新型的鉆機(jī)防卡液壓裝置的控制閥組工作狀態(tài)示意圖7是鉆具提升狀態(tài)時(shí)的本實(shí)用新型的鉆機(jī)防卡液壓裝置的控制閥組示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖5所示，本實(shí)用新型的鉆機(jī)防卡液壓裝置，包括油箱l、變量泵2、動力源3、進(jìn)油 濾清器ll、回油濾清器12、控制閥組、伸縮油缸8、沖擊機(jī)構(gòu)9和回轉(zhuǎn)馬達(dá)10。其中的控制
閥組由一個(gè)溢流閥4和左換向閥5、中換向闊6、右換向閥7組成，溢流閥4上加工有進(jìn)油口 a、出油口b和接口c，中換向閥6上加工有接口 A1 A6和B1 B6，左換向閥5和右換向閥7 上均加工有接口 A1 A6、 B1 B6和C1 C6，溢流閥4的出油口 b借助油管依次通過左換向閥 5、中換向闊6、右換向閥7上的接口A3、 A4與回油濾清器12的進(jìn)口相連接，溢流閥4的 接口 c及左換向閥5、中換向閥6、右換向閥7的接口 A5都分別通過油管與回油濾清器12 的進(jìn)口相連接。左換向閥5、中換向閥6、右換向閥7的接口 Al和溢流閥4的進(jìn)油口a都與 變量泵2的出油口相連通。變量泵2的進(jìn)油口通過進(jìn)油濾清器11與油箱l的出油口相連，動 力源3的輸出軸與變量泵2的動力輸入端相接。中換向閥6的接口 A2和A6分別與沖擊機(jī)構(gòu) 9的大腔f和小腔g相連通，而右換向閥7的接口 A2和A6分別與回轉(zhuǎn)馬達(dá)10的進(jìn)、出油口 連通。
伸縮油缸8與控制閥組間設(shè)置有防卡閥組，該防卡閥組由一個(gè)換向閥13、兩個(gè)單向閥14、 15和一個(gè)溢流閥16組成。換向閥13上加工有接口D1 D4和E1 E4，其中溢流闊16的一個(gè) 油口 j和一個(gè)單向閥14的一個(gè)油口均與換向閥13的接口 D2相連，它們的另一個(gè)油口 k和m 均與伸縮油缸8的大腔d連通。另一個(gè)單向閥15的兩個(gè)油口 n和m分別與換向閥13的接口 D4和溢流閥16的溢流口 L相連，換向閥13的接口 D4與伸縮油缸8的小腔e連通，換向閥 13的接口 Dl和D3分別與左換向閥5上的接口 A2和A6相連接。右換向閥7的一個(gè)接口 A2 與回轉(zhuǎn)馬達(dá)10的進(jìn)油口 h間接有繼電器17，而其另一個(gè)接口 A6則直接與回轉(zhuǎn)馬達(dá)10的出 油口 i相連接。
如圖6、圖7所示，當(dāng)出現(xiàn)由于伸縮油缸8推進(jìn)速度過快而使系統(tǒng)壓力值達(dá)到設(shè)定的系 統(tǒng)壓力值(即略小于回轉(zhuǎn)馬達(dá)10的額定壓力)時(shí)，繼電器17會閉合并產(chǎn)生壓力信號，該壓 力信號通過電路傳遞到防卡閥組中的換向閥13，使換向閥立即換向即從圖6所示狀態(tài)變換到 圖7所示的狀態(tài)，使伸縮油缸8從推進(jìn)狀態(tài)變換到提升狀態(tài)。當(dāng)回轉(zhuǎn)力矩減小，系統(tǒng)壓力值 低于設(shè)定的系統(tǒng)壓力值后，系統(tǒng)立即會自動恢復(fù)到原有工作狀態(tài)。
權(quán)利要求1.鉆機(jī)防卡液壓裝置，包括油箱(1)、變量泵(2)、動力源(3)、進(jìn)油濾清器(11)、回油濾清器(12)、控制閥組、伸縮油缸(8)、沖擊機(jī)構(gòu)(9)和回轉(zhuǎn)馬達(dá)(10)；其中的控制閥組由一個(gè)溢流閥(4)和左、中、右換向閥(5、6、7)組成，溢流閥(4)上有進(jìn)油口(a)、出油口(b)和接口(c)，中換向(6)閥上有接口(A1～A6和B1～B6)，左、右換向閥(5、7)上均有接口(A1～A6、B1～B6和C1～C6)，溢流閥(4)的出油口(b)借助油管依次通過左、中、右換向閥(5、6、7)上的接口(A3、A4)與回油濾清器(12)的進(jìn)口相連接，溢流閥(4)的接口(c)及左、中、右換向閥(5、6、7)的接口(A5)都分別通過油管與回油濾清器(12)的進(jìn)口相連接；左、中、右換向閥(5、6、7)的接口(A1)和溢流閥(4)的進(jìn)油口都與變量泵(2)的出油口相連通；變量泵(2)的進(jìn)油口通過進(jìn)油濾清器(11)與油箱(1)的出油口相連，動力源(3)的輸出軸與變量泵(2)的動力輸入端相接；中換向閥(6)的接口(A2和A6)分別與沖擊機(jī)構(gòu)(9)的大腔(f)和小腔(g)相連通，而右換向閥(7)的接口(A2和A6)分別與回轉(zhuǎn)馬達(dá)(10)的進(jìn)、出油口連通；其特征在于伸縮油缸(8)與控制閥組間有防卡閥組，該防卡閥組由一個(gè)換向閥(13)、兩個(gè)單向閥(14、15)和一個(gè)溢流閥(16)組成；換向閥(13)上有接口(D1～D4和E1～E4)，其中，溢流閥(16)的一個(gè)油口(j)和一個(gè)單向閥(14)的一個(gè)油口(n)分別與換向閥(13)的接口(D2)相連，它們的另一個(gè)油口(k和m)與伸縮油缸(8)的大腔(d)連通；另一個(gè)單向閥(15)的兩個(gè)油口(n和m)分別與換向閥(13)的接口(D4)和溢流閥(16)的溢流口(L)相連，換向閥(13)的接口(D4)與伸縮油缸(8)的小腔(e)連通，換向閥(13)的接口(D1和D3)分別與左換向閥(5)上的接口(A2和A6)相連接；右換向閥(7)的接口(A2)與回轉(zhuǎn)馬達(dá)(10)的進(jìn)油口間有繼電器(17)。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種可自動控制油缸的推進(jìn)速度、具有防卡功能的鉆機(jī)防卡液壓裝置。它包括油箱、變量泵、動力源、進(jìn)油濾清器、回油濾清器、控制閥組、伸縮油缸、沖擊機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)馬達(dá)。其中的控制閥組由一個(gè)溢流閥和左、中、右換向閥組成，伸縮油缸與控制閥組間有防卡閥組，該防卡閥組由一個(gè)換向閥、兩個(gè)單向閥和一個(gè)溢流閥組成。使用該鉆機(jī)防卡液壓裝置，可避免卡鉆情況發(fā)生，確保鉆機(jī)正常工作。適用于夾石土快速成孔鉆機(jī)等鉆機(jī)上。
文檔編號E21B44/02GK201013351SQ20072003385
公開日2008年1月30日 申請日期2007年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月29日
發(fā)明者蘭士新, 張萬軍, 王紅堅(jiān), 趙初明, 錢小峰, 陳高杰, 軍 韓 申請人:中國人民解放軍63983部隊(duì)