液压系统及旋挖钻机的制作方法

文档序号:19956223发布日期:2020-02-18 12:46
液压系统及旋挖钻机的制作方法

本实用新型涉及旋挖钻机动力头控制技术领域,具体而言,涉及一种液压系统及旋挖钻机。



背景技术:

旋挖钻机是一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工机械。在灌注桩、连续墙、基础加固等多种地基基础施工中得到广泛应用。

旋挖钻机在钻进时,若负载过大,达到旋挖钻机的动力头的额定扭矩时,旋挖钻机动力头会出现憋死的情况,此时进行直接泄压和反转,容易因钻杆弹性变形产生的扭矩带动马达转动,进而出现补油流量不足,损坏马达的情况。

有鉴于此,研发设计出一种能够解决上述技术问题的液压系统及旋挖钻机显得尤为重要。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种液压系统,该液压系统能够保护动力头的液压马达。

本实用新型的另一目的在于提供一种旋挖钻机,该旋挖钻机能够保护动力头的液压马达。

本实用新型提供一种技术方案:

第一方面,本实用新型实施例提供了一种液压系统,包括液压马达、泄压组件及控制组件,所述泄压组件包括泄压管路、泄压阀及调速阀,所述控制组件包括压力传感器及主控制器;所述液压马达用于传动连接于旋挖钻机的动力头,且具有第一进出油口,并能够向所述第一进出油口通入液压油来带动动力头正转;所述泄压管路连接于与带动第一进出油口连接的管路上,且所述泄压阀和所述调速阀均设置于所述泄压管路;所述压力传感器用于检测所述第一进出油口的实时压力,且所述主控制器分别与所述压力传感器和所述泄压阀电连接,所述主控制器用于接收所述实时压力,并能够判断所述实时压力和预设压力的大小,并在所述实时压力大于所述预设压力时,控制所述泄压阀开启。

结合第一方面,在第一方面的第一种实现方式中,所述液压马达还具有第二进出油口,并能够向所述第二进出油口通入液压油来带动动力头反转;所述泄压管路的一端连接于与所述第一进出油口连接的管路上,另一端连接于与所述第二进出油口连接的管路上。

结合第一方面及其上述实现方式,在第一方面的第二种实现方式中,所述泄压组件还包括单向阀,所述单向阀连接于所述泄压管路,以沿所述泄压阀至所述调速阀的方向单向导通所述泄压管路。

结合第一方面及其上述实现方式,在第一方面的第三种实现方式中,所述控制组件还包括换向阀,液压系统还包括液压泵;所述液压泵通过所述换向阀选择性地与所述第一进出油口或所述第二进出油口连接,以使所述液压泵供油至所述第一进出油口或第二进出油口,以完成所述动力头的正反转切换。

结合第一方面及其上述实现方式,在第一方面的第四种实现方式中,所述液压系统还包括溢流阀,所述溢流阀与所述液压泵的出油口连接。

结合第一方面及其上述实现方式,在第一方面的第五种实现方式中,所述换向阀为三位换向阀,所述换向阀处于中位状态时,所述换向阀断开所述液压泵和所述液压马达的连接,且所述换向阀的中位机能为o型。

结合第一方面及其上述实现方式,在第一方面的第六种实现方式中,所述主控制器还用于接收状态信息,所述状态信息为甩土状态或钻进状态;在所述状态信息为甩土状态信息时,所述主控制器控制所述泄压阀保持关闭;在所述状态信息为钻进状态信息时,所述主控制器能够依据所述预设压力和所述实时压力控制所述泄压阀。

结合第一方面及其上述实现方式,在第一方面的第七种实现方式中,所述控制组件还包括位置传感器,所述位置传感器设置于所述换向阀,并能够检测所述换向阀是否切换至反转所述动力头的位置,且生成反转数据;所述主控制器能够接收所述反转数据,并依据所述反转数据控制所述泄压阀开启。

结合第一方面及其上述实现方式,在第一方面的第八种实现方式中,所述控制组件还包括操作手柄和中间控制器,所述操作手柄通过所述中间控制器与所述换向阀连接,且中间控制器与所述主控制器电连接;所述主控制器在所述中间控制器检测到所述操作手柄的反转所述动力头的指令,且所述实时压力大于所述预设压力时,所述主控制器能够控制所述泄压阀开启,且在所述实时压力小于所述预设压力,并在所述中间控制器检测到所述操作手柄的反转所述动力头的指令时,控制所述中间控制器控制所述换向阀切换连通所述液压泵和所述第二进出油口。

第二方面,本实用新型实施例提供了一种旋挖钻机,包括动力头和所述的液压系统,所述液压系统包括液压马达、泄压组件及控制组件,所述泄压组件包括泄压管路、泄压阀及调速阀,所述控制组件包括压力传感器及主控制器;所述液压马达用于传动连接于旋挖钻机的动力头,且具有第一进出油口,并能够向所述第一进出油口通入液压油来带动动力头正转;所述泄压管路连接于与带动第一进出油口连接的管路上,且所述泄压阀和所述调速阀均设置于所述泄压管路;所述压力传感器用于检测所述第一进出油口的实时压力,且所述主控制器分别与所述压力传感器和所述泄压阀电连接,所述主控制器用于接收所述实时压力,并能够判断所述实时压力和预设压力的大小,并在所述实时压力大于所述预设压力时,控制所述泄压阀开启。所述液压马达与动力头传动连接。

相比现有技术,本实用新型实施例提供的液压系统及旋挖钻机的有益效果是:

泄压组件包括泄压管路、泄压阀及调速阀,该液压马达用于安装于旋挖钻机的动力头上,并能够带动动力头,以使钻杆转动,液压马达具有第一进出油口,并且,在向第一进出油口通入液压油时,液压马达能够来带动动力头正转,以带动钻杆正转,完成旋挖作业,泄压管路连接于与带动第一进出油口连接的管路上,并且,泄压阀和调速阀均设置于泄压管路,用于完成对液压马达的泄压作业,其中,调速阀能够限制泄压速度,以避免在钻杆憋死时,出现卸压过快的情况。而控制组件包括压力传感器及主控制器,其中,压力传感器用于检测第一进出油口的实时压力,并且,主控制器分别与压力传感器和泄压阀电连接,且主控制器用于接收压力传感器检测到的实时压力,主控制器还能够判断实时压力和预设压力的大小,并在实时压力大于预设压力时,控制泄压阀打开,以避免液压马达的压力过高。这样一来,在钻进时,若负载过大出现钻杆憋死的情况,此时,动力头产生的扭矩作用在钻杆上,使得钻杆产生应变能,储存一定的能量,且动力头的扭矩越大,钻杆储存的应变能越大,在进行泄压操作时,液压马达的第一进出油口上的连接的管路内的液压通过调速阀限制泄压流速,避免因钻杆上的应变能依次带动动力头及液压马达转动,使得液压马达出现泵工况,避免出现液压马达会瞬间超速,且补油流量不足吸空的情况,以减少液压马达的损坏几率,保护液压马达。

为使本实用新型的上述目的、特征及优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解,以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定。对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的液压系统管路的结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的液压系统的结构框图。

图标:10-液压系统;12-泄压组件;121-泄压管路;122-泄压阀;123-调速阀;124-单向阀;15-控制组件;151-主控制器;152-压力传感器;153-换向阀;154-位置传感器;155-操作手柄;156-中间控制器;17-液压马达;171-第一进出油口;172-第二进出油口;18-液压泵;19-溢流阀。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,“设置”、“连接”等术语应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接连接,也可以通过中间媒介间接连接,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图,对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。

实施例:

请参阅图1和图2,图1为本实用新型实施例提供的液压系统10管路的结构示意图。图2为本实用新型实施例提供的液压系统10的结构框图。

本实用新型实施例提供一种液压系统10,该液压系统10用于旋挖钻机的动力头的液压控制,该液压系统10能够保护动力头的液压马达17。

其中,以在液压系统10应用于旋挖钻机为例,该旋挖钻机包括动力头和上述的液压系统10,液压系统10能够驱动动力头转动。当然,该旋挖钻机还可以包括钻杆,动力头带动钻杆转动。

由于旋挖钻机采用了本实用新型实施例提供的液压系统10,所以该旋挖钻机也具有能够保护动力头的液压马达17的特点。

以下将具体介绍本实用新型实施例提供的液压系统10的结构组成、工作原理及有益效果。

请继续参阅图1和图2,该液压系统10,包括液压马达17、泄压组件12及控制组件15,控制组件15控制泄压组件12及时的为液压马达17泄压,以使液压马达17的液压压力在安全范围内,进而保护液压马达17,提高液压马达17的寿命。

具体的,泄压组件12包括泄压管路121、泄压阀122及调速阀123,该液压马达17用于安装于旋挖钻机的动力头上,并能够带动动力头,以使钻杆转动,液压马达17具有第一进出油口171,并且,在向第一进出油口171通入液压油时,液压马达17能够来带动动力头正转,以带动钻杆正转,完成旋挖作业,泄压管路121连接于与带动第一进出油口171连接的管路上,并且,泄压阀122和调速阀123均设置于泄压管路121,用于完成对液压马达17的泄压作业,其中,调速阀123能够限制泄压速度,以避免在钻杆憋死时,出现卸压过快的情况。

而控制组件15包括压力传感器152及主控制器151,其中,压力传感器152用于检测第一进出油口171的实时压力,并且,主控制器151分别与压力传感器152和泄压阀122电连接,且主控制器151用于接收压力传感器152检测到的实时压力,主控制器151还能够判断实时压力和预设压力的大小,并在实时压力大于预设压力时,控制泄压阀122打开,以避免液压马达17的压力过高。

这样一来,在钻进时,若负载过大,会出现钻杆憋死的情况,此时,动力头产生的扭矩作用在钻杆上,使得钻杆产生应变能,储存一定的能量,且动力头的扭矩越大,钻杆储存的应变能越大,在进行泄压操作时,液压马达17的第一进出油口171上的连接的管路内的液压通过调速阀123限制泄压流速,避免因钻杆上的应变能依次带动动力头及液压马达17转动,使得液压马达17出现泵工况,避免出现液压马达17会瞬间超速,且补油流量不足吸空的情况,以减少液压马达17的损坏几率,保护液压马达17。

需要说明的是,在本实施例中,压力传感器152设置于与第一进出油口171连接的管路上。当然,压力传感器152也可以设置于泄压管路121上泄压阀122靠近液压马达17的一侧,也可以设置于其他可检测钻杆钻进时,也就是液压马达17正转时的驱动管路及相连通管路上。

此外,预设压力可以为液压马达17的相关部件的溢流压力,当然,也可以大于所述溢流压力,在液压马达17的压力达到预设压力时,此时,为提高泄压速度,主控制器151控制所述泄压阀122开启,由泄压管路121泄压,使加快泄压速度。

可以理解的是,上述的主控制器151也可以是通用处理器,包括中央处理器(centralprocessingunit,cpu)、网络处理器(networkprocessor,np)、语音处理器以及视频处理器等;还可以是数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。主控制器151也可以是任何常规的处理器,如plc(programmablelogiccontroller,可编程逻辑控制器)、单片机等。当然,主控制器151也可以是继电接触器控制系统,采用开关、继电器及按钮等控制电器的组合,实现接收信号,并做出线路的切换、开关及调节等功能。

进一步地,液压马达17还具有第二进出油口172,并且,能够向第二进出油口172通入液压油来带动动力头反转,在向第一进出油口171通入液压油时,液压油驱动液压马达17正转,以一次带动动力头和钻杆钻进,且由第二进出油口172流出,在向第二进出油口172通入液压油时,液压油驱动液压马达17反转,且由第一进出油口171流出。

而泄压管路121的一端连接于与第一进出油口171连接的管路上,另一端连接于与第二进出油口172连接的管路上,换言之,泄压管路121与液压马达17并联。

这样一来,在钻杆出现憋死,且钻杆储存较大的应变能时,此时若操作手快速反转动力头,即撤销第一进出油口171的液压油压力,向第二进出油口172供油,第一进出油口171的管路的压力会瞬间被释放,同时,钻杆应变能也会产生的扭矩将带动马达,使马达处于泵工况,动力头马达可能会瞬间超速,并且此时需要极大的补油流量,以避免出现补油流量不足,液压马达17吸空的情况,而此时,主控制器151在检测到反转指令时,可以打开泄压阀122,或者在实时压力大于预设压力时,主控制器151打开泄压阀122,第一进出油口171的连接管路内的压力能够经泄压管路121流至第二进出油口172的连接管路内,以补充反转瞬时所需的油量,避免出现补油流量不足,液压马达17吸空的情况,进一步地保护液压马达17。

进一步地,泄压组件12还可以包括单向阀124,该单向阀124连接于泄压管路121,并且,其能够沿泄压阀122至调速阀123的方向单向导通泄压管路121,以避免液压油由第二进出油口172所连接的油路经泄压管路121流至第一进出油口171,进一步避免出现补油流量不足的情况。

需要说明的是,在本实施例中,单向阀124设置于调速阀123远离泄压阀122的一端,其还可以设置于泄压管路121的任意位置,此外,泄压阀122在导通时,其也可以具有单向导通功能,即在泄压阀122开启时,液压油仅能由泄压阀122的第一进出油口171的一侧流至泄压阀122的第二进出油口172所在的一侧。

进一步地,控制组件15还可以包括换向阀153,而液压系统10还可以包括液压泵18,并且,液压泵18通过换向阀153选择性地与第一进出油口171或第二进出油口172连接,以使液压泵18供油至第一进出油口171或第二进出油口172,以完成动力头的正反转切换。

此外,液压系统10还可以包括溢流阀19,溢流阀19与液压泵18的出油口连接,以在出现钻杆憋死的情况下,由溢流阀19溢流,避免管路的内压力过高。

需要说明的是,换向阀153为三位换向阀153,并且换向阀153处于中位状态时,换向阀153断开液压泵18和液压马达17的连接,而换向阀153的中位机能为o型,这样一来,当动力头进行甩土时,换向阀153换向开启,动力头转动,换向阀153再切换至中位。此时,可以依靠换向阀153的o型中位机能产生冲击,作用于液压马达17上,使得动力头完成一次甩土。在甩土过程中,虽然动力头液压系统10会因为冲击产生高压,虽然换向阀153的中位为o型机能,系统压力只能依靠系统内泄缓慢泄压,但设置有泄压组件12,避免了因换向阀153中位为能够泄压的y型机能,影响动力头甩土的冲击力,降低施工效率的情况。

进一步,主控制器151还用于接收状态信息,状态信息为甩土状态或钻进状态,甩土状态信息表征动力头在进行甩土操作,钻进状态信息表征动力头在进行钻进操作,并且,在状态信息为甩土状态信息时,主控制器151控制泄压阀122保持关闭,而在状态信息为钻进状态信息时,主控制器151能够依据预设压力和实时压力控制泄压阀122。

这样一来,在甩土过程中,虽然液压系统10会因为冲击产生高压,但泄压阀122始终失电。高压液压油无法通过泄压阀122,从而不会影响甩土的冲击力。需要说明是的是,状态信息可以为外部元件输入的信息,也可以为位置等传感器所检测到的位置信息等变换所得。

进一步地,控制组件15还可以包括位置传感器154,位置传感器154设置于换向阀153,并能够检测换向阀153是否切换至反转动力头的位置,且生成反转数据,而主控制器151能够接收主控制器151能够接收反转数据,且在反转数据表征换向阀153切换至反转动力头的位置时,控制泄压阀122开启。

这样一来,避免了在钻杆出现憋死反转动力头时,出现补油流量不足的情况,即在撤销第一进出油口171的液压油压力,向第二进出油口172供油时,第一进出油口171的管路的压力会瞬间被释放,同时,钻杆应变能也可能会产生的扭矩将带动马达,使马达处于泵工况,动力头马达可能会瞬间超速,此时,主控制器151在检测到反转时,打开泄压阀122,第一进出油口171的连接管路内的压力能够经泄压管路121流至第二进出油口172的连接管路内,以补充反转瞬时所需的油量,避免出现补油流量不足,液压马达17吸空的情况,进一步地保护液压马达17。

进一步地,控制组件15还可以包括操作手柄155和中间控制器156,该操作手柄155通过中间控制器156与换向阀153连接,且中间控制器156与主控制器151电连接。

主控制器151在中间控制器156检测到操作手柄155的反转动力头的指令时,且同时实时压力大于预设压力,主控制器151能够控制泄压阀122开启,以降低液压马达17的压力,但不切换换向阀153。

而在在实时压力小于预设压力,并在中间控制器156检测到操作手柄155的反转动力头的指令时,主控制器151能够控制中间控制器156控制换向阀153切换连通液压泵18和第二进出油口172,以在实时压力小于预设压力时切换反转,避免在憋死钻杆时直接反转液压马达17,减少损坏液压马达17的几率。

需要说明的是,在本实施例中,中间控制器156可以为继电器和操作位传感器的组合,例如,操作位传感器检测操作手柄155的操作位置,其为反转位置时,发送反转位置数据至主控制器151,主控制器151在依据实时压力控制是否控制继电器控制换向阀153切换。

本实用新型实施例提供的液压系统10的工作原理是:

泄压组件12包括泄压管路121、泄压阀122及调速阀123,该液压马达17用于安装于旋挖钻机的动力头上,并能够带动动力头,以使钻杆转动,液压马达17具有第一进出油口171,并且,在向第一进出油口171通入液压油时,液压马达17能够来带动动力头正转,以带动钻杆正转,完成旋挖作业,泄压管路121连接于与带动第一进出油口171连接的管路上,并且,泄压阀122和调速阀123均设置于泄压管路121,用于完成对液压马达17的泄压作业,其中,调速阀123能够限制泄压速度,以避免在钻杆憋死时,出现卸压过快的情况。而控制组件15包括压力传感器152及主控制器151,其中,压力传感器152用于检测第一进出油口171的实时压力,并且,主控制器151分别与压力传感器152和泄压阀122电连接,且主控制器151用于接收压力传感器152检测到的实时压力,主控制器151还能够判断实时压力和预设压力的大小,并在实时压力大于预设压力时,控制泄压阀122打开,以避免液压马达17的压力过高。这样一来,在钻进时,若负载过大,会出现钻杆憋死的情况,此时,动力头产生的扭矩作用在钻杆上,使得钻杆产生应变能,储存一定的能量,且动力头的扭矩越大,钻杆储存的应变能越大,在进行泄压操作时,液压马达17的第一进出油口171上的连接的管路内的液压通过调速阀123限制泄压流速,避免因钻杆上的应变能依次带动动力头及液压马达17转动,使得液压马达17出现泵工况,避免出现液压马达17会瞬间超速,且补油流量不足吸空的情况,以减少液压马达17的损坏几率,保护液压马达17。

综上所述:

本实用新型实施例提供一种液压系统10,该液压系统10能够保护动力头的液压马达17。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,在不冲突的情况下,上述的实施例中的特征可以相互组合,本实用新型也可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。并且,应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

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