旋挖鉆機旋擴系統(tǒng)直徑全閉環(huán)控制裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種旋挖鉆機旋擴系統(tǒng)直徑全閉環(huán)控制裝置，屬于粧工機械領(lǐng)域。它包括旋擴裝置固定體，旋擴門，旋擴油缸I、旋擴油缸II，鉆桿，旋挖鉆機底盤，油泵，液壓膠管；還包括安裝在旋挖鉆機底盤上的工業(yè)PLC，分別安裝在旋擴油缸I、旋擴油缸II內(nèi)的位移傳感器I、位移傳感器II，連接在鉆桿上的中心回轉(zhuǎn)體，安裝在旋挖鉆機底盤上的電比例閥；所述的工業(yè)PLC通過數(shù)據(jù)線與中心回轉(zhuǎn)體、位移傳感器I、位移傳感器II連接；還包括連接電比例閥與工業(yè)PLC的控制電路；所述的旋擴油缸I和旋擴油缸II通過液壓膠管與電比例閥連接；旋擴油缸I和旋擴油缸II兩端分別與旋擴裝置固定體和旋擴門相連；所述的鉆桿與旋擴裝置固定體相連。能精確全閉環(huán)控D制旋擴直徑。
【專利說明】旋挖鉆機旋擴系統(tǒng)直徑全閉環(huán)控制裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種旋挖鉆機旋擴系統(tǒng)直徑全閉環(huán)控制裝置，屬于樁工機械自動控制領(lǐng)域。用于解決旋挖鉆旋擴裝置鉆入地下后進行橫向控制擴展直徑精確控制問題。

【背景技術(shù)】
[0002]目前國內(nèi)外工程建筑廣泛采用旋挖鉆機作為打樁機械，然而目前絕大部分旋挖鉆機都是各種直徑的豎直孔鉆，為了加固混凝土樁柱的穩(wěn)固性，國外出現(xiàn)了在井下可以橫向擴展的鉆具，使混凝土樁柱成葫蘆形。這就需要通往井下的油路有控制旋擴油缸的工作機倉泛。
[0003]現(xiàn)有旋挖鉆機旋擴裝置擴孔直徑是通過測量進入旋擴油缸液壓油流量，推算旋擴直徑的:
[0004]d = f (q)
[0005]d—旋擴半徑q—進入旋擴油缸液壓油流量
[0006]由于在使用過程中，出現(xiàn)了以下問題，導(dǎo)致旋擴直徑尺寸不符合施工要求:
[0007]1.在鉆深孔過程中，由于管路上端有微小泄漏情況，管路中形成較大壓力，推動油缸大腔進油導(dǎo)致直徑變大。如60米深度時，形成6bar的壓力，可以推動油缸活塞。
[0008]2.旋擴裝置在工作裝置受到切削力過載時，旋擴油缸因平衡閥保護機理而伸長或縮短，導(dǎo)致直徑尺寸變大或縮小，而工作顯示器上無變化。
[0009]3.旋擴油缸由于內(nèi)泄漏導(dǎo)致直徑尺寸變小。
[0010]現(xiàn)有直徑尺寸控制是通過液壓油流量大小作為檢測對象進行控制的，屬于半閉環(huán)控制，如圖1所示。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本實用新型提供一種旋挖鉆機旋擴系統(tǒng)直徑全閉環(huán)控制裝置，主要解決旋擴系統(tǒng)在鉆入地下一定深度進行橫向擴展直徑尺寸控制問題，使之形成全閉環(huán)控制，大幅度提高尺寸控制的精確度。
[0012]本實用新型是以如下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種旋挖鉆機旋擴系統(tǒng)直徑全閉環(huán)控制裝置，它包括旋擴裝置固定體，旋擴門，旋擴油缸1、旋擴油缸II，鉆桿，旋挖鉆機底盤，油泵，液壓膠管；還包括安裝在旋挖鉆機底盤上的工業(yè)PLC，分別安裝在旋擴油缸1、旋擴油缸II內(nèi)的位移傳感器1、位移傳感器II，連接在鉆桿上的中心回轉(zhuǎn)體，安裝在旋挖鉆機底盤上的電比例閥；所述的工業(yè)PLC通過數(shù)據(jù)線與中心回轉(zhuǎn)體、位移傳感器1、位移傳感器II連接；還包括連接電比例閥與工業(yè)PLC的控制電路；所述的旋擴油缸I和旋擴油缸II通過液壓膠管與電比例閥連接；旋擴油缸I和旋擴油缸II兩端分別與旋擴裝置固定體和旋擴門相連；所述的鉆桿與旋擴裝置固定體相連。
[0013]上述技術(shù)方案取消了現(xiàn)有直徑控制裝置的流量傳感器，將位移傳感器安裝在油缸內(nèi)部，使用數(shù)據(jù)線通過中心回轉(zhuǎn)體將信息反饋到工業(yè)PLC，提高了尺寸的控制精度。
[0014]本實用新型實現(xiàn)的效果是:
[0015]1.避免了在鉆深孔過程中，由于管路上端有微小泄漏情況，管路中形成較大壓力，推動油缸大腔進油導(dǎo)致直徑變大的現(xiàn)象的發(fā)生。
[0016]2.避免了旋擴裝置在工作裝置受到切削力過載時，旋擴油缸因平衡閥保護機理而伸長或縮短,導(dǎo)致直徑尺寸變大或縮小現(xiàn)象的發(fā)生。
[0017]3.避免了旋擴油缸由于內(nèi)泄漏導(dǎo)致直徑尺寸變小，而操作者無法得知油缸內(nèi)泄漏現(xiàn)象的出現(xiàn)。
[0018]4.便于實現(xiàn)先進的PID控制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]下面將結(jié)合附圖和實例對本實用新型作進一步的詳細描述。
[0020]圖1是已有半閉環(huán)控制與本實用新型全閉環(huán)控制對比圖。
[0021]圖2是本實用新型的各組成部件在旋挖鉆機安裝位置圖。
[0022]圖3是本實用新型的液壓原理圖；
[0023]圖4是本實用新型的控制原理圖。
[0024]圖中:1、旋擴裝置固定體，2、旋擴門，3、旋擴油缸I，3.1、旋擴油缸II，4、位移傳感器1、4.1、位移傳感器II，5、鉆桿，6、中心回轉(zhuǎn)體，7、數(shù)據(jù)線，8、旋挖鉆機底盤，9、工業(yè)PLC，
10、電比例閥，11、液壓膠管，12、油泵，13、平衡閥，14、控制電路。

【具體實施方式】
[0025]如圖2、圖3和圖4所示，旋挖鉆機旋擴系統(tǒng)直徑全閉環(huán)控制裝置它包括旋擴裝置固定體1，旋擴門2，旋擴油缸I 3、旋擴油缸II 3.1，鉆桿5，旋挖鉆機底盤8，油泵12，液壓膠管11 ;還包括安裝在旋挖鉆機底盤8上的工業(yè)PLC 9，分別安裝在旋擴油缸I 3、旋擴油缸
II3.1內(nèi)的位移傳感器I 4、位移傳感器II 4.1，連接在鉆桿5上的中心回轉(zhuǎn)體6，安裝在旋挖鉆機底盤8上的電比例閥10 ;所述的工業(yè)PLC 9通過數(shù)據(jù)線7與中心回轉(zhuǎn)體6、位移傳感器I 4、位移傳感器II 4.1連接；還包括連接電比例閥10與工業(yè)PLC9的控制電路14 ;所述的旋擴油缸I 3和旋擴油缸II 3.1通過液壓膠管11與電比例閥10連接；旋擴油缸I 3和旋擴油缸II 3.1兩端分別與旋擴裝置固定體I和旋擴門2相連；所述的鉆桿5與旋擴裝置固定體I相連。電比例閥精確控制液壓油進入油缸大小腔，從而柔性控制旋擴油缸的伸縮；平衡閥能防止油缸過載，同時使油缸在工作壓力范圍內(nèi)保持油缸行程不變；油缸位移傳感器直接反應(yīng)旋擴油缸的伸長量；工業(yè)PLC通過油缸伸長量，計算出旋擴直徑尺寸，當(dāng)尺寸直徑因施工各種因素變化時，能即時控制電比例閥進而驅(qū)動旋擴油缸，保證旋擴直徑尺寸。
[0026]其工作原理是:旋擴油缸的伸縮運動使旋擴門2與旋擴裝置固定體之間產(chǎn)生角度位移，從而使旋擴門的最外端直徑變大，旋擴門的最外端裝有鏟齒，可用于擴孔作業(yè)。油泵12把液壓油輸送到電比例閥10，工業(yè)PLC 9控制電比例閥開啟，將液壓油輸送到平衡閥13，平衡閥開啟將液壓油進入到旋擴油缸，位移傳感器即時將信號反饋給工業(yè)PLC 9，工業(yè)PLC9與設(shè)定參數(shù)進行比較，如有異常發(fā)出警報并停止工作；當(dāng)位移傳感器反饋的信號到達規(guī)定位置時，停止工作。在工作過程中，位移傳感器仍即時反饋信號，工業(yè)PLC即時處理，監(jiān)控旋擴直徑是否在公差范圍，如超出范圍，發(fā)出控制信號調(diào)整電比例閥，實現(xiàn)控制旋擴油缸，最終實現(xiàn)直徑尺寸的全閉環(huán)控制。
【權(quán)利要求】
1.一種旋挖鉆機旋擴系統(tǒng)直徑全閉環(huán)控制裝置，它包括旋擴裝置固定體(1)，旋擴門(2)，旋擴油缸I (3)、旋擴油缸II (3.1)，鉆桿(5)，旋挖鉆機底盤(8)，油泵(12)，液壓膠管(11);其特征在于，還包括安裝在旋挖鉆機底盤(8)上的工業(yè)PLC (9)，分別安裝在旋擴油缸I(3)、旋擴油缸II (3.1)內(nèi)的位移傳感器I (4)、位移傳感器II (4.1)，連接在鉆桿(5)上的中心回轉(zhuǎn)體(6)，安裝在旋挖鉆機底盤⑶上的電比例閥(10);所述的工業(yè)PLC(9)通過數(shù)據(jù)線(7)與中心回轉(zhuǎn)體(6)、位移傳感器I (4)、位移傳感器II (4.1)連接；還包括連接電比例閥(10)與工業(yè)PLC (9)的控制電路(14);所述的旋擴油缸I (3)和旋擴油缸II (3.1)通過液壓膠管(11)與電比例閥(10)連接；旋擴油缸I (3)和旋擴油缸II (3.1)兩端分別與旋擴裝置固定體(I)和旋擴門(2)相連；所述的鉆桿(5)與旋擴裝置固定體(I)相連。
【文檔編號】E21B7/28GK204024630SQ201420423820
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】仇文寧, 李小敏, 黃繼戰(zhàn), 吳虎誠 申請人:江蘇建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 徐州雷曼機械科技有限公司