鑿巖鉆機(jī)回轉(zhuǎn)推進(jìn)全液壓自適應(yīng)耦合控制回路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種鑿巖鉆機(jī)鉆進(jìn)過(guò)程自適應(yīng)液壓控制回路，尤其涉及一種鑿巖鉆機(jī)回轉(zhuǎn)推進(jìn)全液壓自適應(yīng)耦合控制回路。
【背景技術(shù)】
[0002]氣動(dòng)潛孔鉆機(jī)、液壓頂錘鉆機(jī)、牙輪鉆機(jī)和切削鉆機(jī)為鑿巖鉆機(jī)的主流機(jī)型，回轉(zhuǎn)、推進(jìn)為上述鑿巖鉆機(jī)的關(guān)鍵作業(yè)動(dòng)作，回轉(zhuǎn)和推進(jìn)的耦合控制為鑿巖鉆機(jī)液壓控制技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)之一。鑿巖作業(yè)鉆進(jìn)過(guò)程復(fù)雜，不同的巖層硬度需要不同的推進(jìn)力；巖層較硬時(shí)，鉆頭較難吃進(jìn)巖層，需要較大的推進(jìn)力；巖層較軟時(shí)，鉆頭較易吃進(jìn)巖層，需要較小的的推進(jìn)力。鉆進(jìn)過(guò)程中，巖層硬度是變化的，巖層變硬時(shí)，需增大推進(jìn)力，反之需減小推進(jìn)力?；剞D(zhuǎn)力變化能夠反映巖層硬度的變化，回轉(zhuǎn)力增大時(shí)，巖層變軟，反之巖層變硬。推進(jìn)力自適應(yīng)與巖層變化，即可轉(zhuǎn)化為推進(jìn)力自適應(yīng)與回轉(zhuǎn)力變化，依據(jù)回轉(zhuǎn)力變化主動(dòng)控制推進(jìn)力；控制工況為，回轉(zhuǎn)力增大時(shí)，控制推進(jìn)力減小，反之控制推進(jìn)力增大?？煽康幕剞D(zhuǎn)控制推進(jìn)的控制回路及控制方法是實(shí)現(xiàn)上述控制需求的基礎(chǔ)。
[0003]可靠的實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)控制推進(jìn)具有一定的技術(shù)難度，目前，國(guó)內(nèi)品牌鑿巖鉆機(jī)大都沒(méi)有回轉(zhuǎn)控制推進(jìn)功能。國(guó)外著名品牌Atlase鑿巖鉆機(jī)推進(jìn)力控制采用遠(yuǎn)控負(fù)載敏感主泵的方法，但主泵不只給推進(jìn)油路供油，同時(shí)并聯(lián)給其他油路供油，這就使得不同油路、不同工況工作下主泵壓力的遠(yuǎn)控邏輯復(fù)雜，電液邏輯功能閥塊應(yīng)用較多，液壓系統(tǒng)故障檢測(cè)及維修技術(shù)難以掌握，維護(hù)成本高。國(guó)內(nèi)鑿巖鉆機(jī)開發(fā)過(guò)程中也存在仿制國(guó)外品牌鉆機(jī)液壓控制系統(tǒng)現(xiàn)象，但液壓回路的復(fù)雜性致使電液邏輯功能閥塊的仿制及系統(tǒng)集成匹配細(xì)節(jié)等很難到位，制約整機(jī)作業(yè)性能及可靠性。液壓控制技術(shù)的提升已成為國(guó)內(nèi)鑿巖鉆機(jī)發(fā)展的技術(shù)核心之一，需要適應(yīng)液壓件及系統(tǒng)匹配技術(shù)現(xiàn)狀的液壓控制技術(shù)創(chuàng)新。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能實(shí)現(xiàn)推進(jìn)壓力獨(dú)立液壓無(wú)級(jí)遠(yuǎn)控、通過(guò)回轉(zhuǎn)壓力控制平衡閥開度、實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)壓力無(wú)級(jí)控制推進(jìn)壓力、通過(guò)全液壓方式實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)推進(jìn)自適應(yīng)無(wú)級(jí)耦合控制的鑿巖鉆機(jī)回轉(zhuǎn)推進(jìn)全液壓自適應(yīng)耦合控制回路。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供的鑿巖鉆機(jī)回轉(zhuǎn)推進(jìn)全液壓自適應(yīng)耦合控制回路，包括由第一負(fù)載敏感變量泵、第一負(fù)載敏感比例多路閥、推進(jìn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、液壓油箱組成的推進(jìn)控制主油路，包括由第二液壓泵、第二液壓換向閥、回轉(zhuǎn)馬達(dá)、液壓油箱組成的回轉(zhuǎn)控制主油路，所述的第一負(fù)載敏感比例多路閥包括推進(jìn)聯(lián)，所述的推進(jìn)聯(lián)的第一油口(Al)設(shè)有負(fù)載敏感外控口(LsAl);所述的第一負(fù)載敏感變量泵的負(fù)載敏感口(Lsl)與所述的第一負(fù)載敏感比例多路閥的負(fù)載敏感口(LsP )連接；耦合控制閥塊包括平衡閥、第一溢流閥、第二溢流閥、進(jìn)油口(C2)和先導(dǎo)口(Cl)，所述的負(fù)載敏感外控口(LsAl)與所述的耦合控制閥塊的所述的進(jìn)油口(C2)連接，所述的回轉(zhuǎn)控制主油路的回轉(zhuǎn)壓力反饋管路與所述的耦合控制閥塊的所述的先導(dǎo)口(Cl)連接，所述的耦合控制閥塊的集成泄油及回油口與所述的液壓油箱連接。
[0006]所述的推進(jìn)聯(lián)內(nèi)設(shè)有壓差補(bǔ)償器和負(fù)載反饋梭閥，所述的壓差補(bǔ)償器的負(fù)載反饋口(Ls3)通過(guò)所述的推進(jìn)聯(lián)的閥芯的下位與所述的負(fù)載敏感外控口(LsAl)連接，所述的負(fù)載反饋口(Ls3)與所述的負(fù)載反饋梭閥的第一進(jìn)油口(L31)連接，所述的負(fù)載反饋梭閥的第二進(jìn)油口(L32)與所述的液壓油箱連接，所述的負(fù)載反饋梭閥出油口(L3)與所述的負(fù)載敏感口(Lsl')連接，所述的耦合控制閥塊的設(shè)定值依次通過(guò)所述的推進(jìn)聯(lián)的閥芯、壓差補(bǔ)償器、負(fù)載反饋梭閥、負(fù)載敏感口(Lsl')反饋至所述的負(fù)載敏感口(Lsl)。
[0007]所述的耦合控制閥塊內(nèi)部匹配及連接為:所述的第一溢流閥的第一進(jìn)油口(A4)與所述的第二溢流閥的第二進(jìn)油口(A5)并聯(lián)連接后與所述的進(jìn)油口(C2)連接，所述的第二溢流閥的第二回油口(B5)與所述的平衡閥的第三進(jìn)油口(A3)連接，所述的平衡閥的控制端與所述的先導(dǎo)口(Cl)連接，所述的平衡閥的第三回油口(B3)及第三泄油口(D3)、所述的第二溢流閥的第二泄油口(D5)、所述的第一溢流閥的第一回油口(B4)及第一泄油口(D4)均與所述的液壓油箱連接。
[0008]所述的耦合控制閥塊內(nèi)部匹配及連接為:第一溢流閥的第一進(jìn)油口(A4)與所述的平衡閥的第三進(jìn)油口(A3)連接并與所述的進(jìn)油口(C2)連接，所述的平衡閥的第三回油口(B3)與所述的第二溢流閥的第二進(jìn)油口(A5)連接，所述的平衡閥的控制端與所述的先導(dǎo)口(Cl)連接，所述的第一溢流閥的第一回油口(B4)及第一泄油口(D4)、所述的第二溢流閥的第二回油口(B5)及第二泄油口(D5)、所述的平衡閥的第三泄油口(D3)均與所述的液壓油箱連接。
[0009]采用上述技術(shù)方案的鑿巖鉆機(jī)回轉(zhuǎn)推進(jìn)全液壓自適應(yīng)耦合控制回路及控制方法，通過(guò)推進(jìn)聯(lián)、溢流閥、平衡閥、負(fù)載敏感變量泵等的匹配設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)推進(jìn)壓力獨(dú)立液壓無(wú)級(jí)遠(yuǎn)控；通過(guò)回轉(zhuǎn)壓力控制平衡閥開度，實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)壓力無(wú)級(jí)控制推進(jìn)壓力；通過(guò)全液壓方式實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)推進(jìn)自適應(yīng)無(wú)級(jí)耦合控制。推進(jìn)壓力通過(guò)耦合液壓閥塊無(wú)級(jí)遠(yuǎn)控，所述的耦合液壓閥塊的第一溢流閥設(shè)定值為強(qiáng)推推進(jìn)壓力，所述的第二溢流閥設(shè)定值為弱推推進(jìn)壓力，強(qiáng)推推進(jìn)壓力、弱推推進(jìn)壓力依據(jù)鑿巖鉆進(jìn)工況需求；所述的耦合液壓閥塊設(shè)定值由所述的第一溢流閥、第二溢流閥和平衡閥耦合設(shè)定，所述的平衡閥的開起壓力、全開壓力設(shè)定值依據(jù)回轉(zhuǎn)控制推進(jìn)工況需求，開起壓力為回轉(zhuǎn)推進(jìn)自適應(yīng)耦合控制起始點(diǎn)，全開壓力為回轉(zhuǎn)推進(jìn)自適應(yīng)耦合控制終止點(diǎn)；回轉(zhuǎn)壓力小于所述的平衡閥開起壓力設(shè)定值時(shí)，推進(jìn)壓力由所述的耦合液壓閥塊的第一溢流閥遠(yuǎn)控；回轉(zhuǎn)壓力大于所述的平衡閥全開壓力設(shè)定值時(shí)，推進(jìn)壓力由所述的耦合液壓閥塊的第二溢流閥遠(yuǎn)控；回轉(zhuǎn)壓力大于所述的平衡閥開啟壓而小于所述平衡閥全開壓力時(shí)，推進(jìn)壓力由所述的耦合液壓閥塊設(shè)定值遠(yuǎn)控，回轉(zhuǎn)壓力由所述的平衡閥開起壓力增大至全開壓力，所述的耦合液壓閥塊設(shè)定值由所述的第一溢流閥設(shè)定值無(wú)級(jí)減小至所述的第二溢流閥設(shè)定值，反之，所述的耦合液壓閥塊設(shè)定值由所述第二溢流閥設(shè)定值無(wú)級(jí)增大至第一溢流閥設(shè)定值。
[0010]本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0011]1、采用推進(jìn)壓力液壓遠(yuǎn)控、平衡閥耦合兩溢流閥設(shè)定值、回轉(zhuǎn)壓力無(wú)級(jí)控制平衡閥開度等技術(shù)措施，實(shí)現(xiàn)鑿巖鉆機(jī)回轉(zhuǎn)推進(jìn)無(wú)級(jí)耦合控制，全液壓自適應(yīng)，可靠性高，且功能回路清晰、簡(jiǎn)潔。
[0012]2、通過(guò)推進(jìn)聯(lián)、溢流閥、負(fù)載敏感變量泵的匹配設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)推進(jìn)壓力獨(dú)立液壓遠(yuǎn)控，與其它工作聯(lián)互不影響，提高液壓功能回路的可靠性。
[0013]綜上所述，本實(shí)用新型是一種能實(shí)現(xiàn)推進(jìn)壓力獨(dú)立液壓無(wú)級(jí)遠(yuǎn)控、通過(guò)回轉(zhuǎn)壓力控制平衡閥開度、實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)壓力無(wú)級(jí)控制推進(jìn)壓力、通過(guò)全液壓方式實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)推進(jìn)自適應(yīng)無(wú)級(jí)耦合控制的鑿巖鉆機(jī)回轉(zhuǎn)推進(jìn)全液壓自適應(yīng)耦合控制回路及控制方法。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型的原理圖。
[0015]圖2是本實(shí)用新型推進(jìn)聯(lián)的放大圖。
[0016]圖3為本實(shí)用新型耦合控制閥塊第一方案放大圖。
[0017]圖4為本實(shí)用新型耦合控制閥塊第二方案放大圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0019]參見圖1，由第一負(fù)載敏感變量泵1、第一負(fù)載敏感比例多路閥3、推進(jìn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)5、液壓油箱8組成推進(jìn)控制主油路；由第二液壓泵2、第二液壓換向閥4、回轉(zhuǎn)馬達(dá)6、液壓油箱8組成的回轉(zhuǎn)控制主油路，由第一負(fù)載敏感比例多路閥3的推進(jìn)聯(lián)31及其負(fù)載敏感外控口 LsAl、耦合控制閥塊7、回轉(zhuǎn)壓力反饋管路組成推進(jìn)壓力獨(dú)立液壓遠(yuǎn)控及回轉(zhuǎn)液壓無(wú)級(jí)控制推進(jìn)回路。第一負(fù)載敏感比例多路閥I包括推進(jìn)聯(lián)31，推進(jìn)聯(lián)31的第一油口 Al設(shè)有負(fù)載敏感外控口 LsAl ;耦合控制閥閥7塊包括平衡閥71、第一溢流閥72、第二溢流閥73、進(jìn)油口 C2和先導(dǎo)口 Cl。第一負(fù)載敏感變量泵I的進(jìn)油口與液壓油箱8連接，第一負(fù)載敏感變量泵I的出油口 Pl與第一負(fù)載敏感比例多路閥3的首聯(lián)進(jìn)油口 P。連接，第一負(fù)載敏感變量泵I的負(fù)載敏感口 Lsl與第一負(fù)載敏感比例多路閥3的負(fù)載敏感口 LsP連接，推進(jìn)聯(lián)31的第一油口 Al、第二油口 BI分別與推進(jìn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)5的第一主油口 Al,、第二主油口Blr連接，負(fù)載敏感外控口 LsAl與耦合控制閥塊7的進(jìn)油口 C2連接，回轉(zhuǎn)控制主油路的回轉(zhuǎn)壓力反饋管路與耦合控制閥塊7的平衡閥71的先導(dǎo)口 Cl連接，耦合控制閥塊7的集成泄油及回油口 T與液壓油箱8連接。本文界定，推進(jìn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)5的第一主油口 Al'進(jìn)油且第二主油口 B?；赜蜁r(shí)為推進(jìn)下推動(dòng)作，第二主油口 B。進(jìn)油且第一主油口 AP回油時(shí)為推進(jìn)上提動(dòng)作。
[0020]如圖2所示，推進(jìn)聯(lián)31內(nèi)設(shè)有壓差補(bǔ)償器311和負(fù)載反饋梭閥312，壓差補(bǔ)償器311的負(fù)載反饋口 Ls3通過(guò)推進(jìn)聯(lián)31的閥芯的下位與負(fù)載敏感外控口 LsAl連接，壓差補(bǔ)償器311的負(fù)載反饋口 Ls3與負(fù)載反饋梭閥312的第一進(jìn)油口 L31連接，本例中負(fù)載反饋梭閥312的第二進(jìn)油口 L32與液壓油箱10連接，推進(jìn)聯(lián)31的負(fù)載反饋梭閥3