专利名称：旋挖钻机一键钻进控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及旋挖钻机桩孔作业钻进技术，具体说是涉及一种旋挖钻机一键钻 进控制装置。
背景技术：
现有技术的旋挖钻机在钻进作业中多采用液压先导控制方式，在钻进时人工操 作动力头旋转的同时，需要操作加压油缸前伸及主卷浮动等辅助动作，动力头旋转操作保 证动力头一定的钻进旋转扭矩，加压油缸前伸操作保证钻具相对于钻进方向有一定的预压 力，主卷浮动操作保证钻杆钻进时能向下移动，上述动作都是靠人工控制完成，对驾驶人员 有很强的依赖性，在长时间作业的情况下极易造成驾驶人员疲劳；同时该操作方式都是由 一个手柄复合操作完成，手柄操作动力头由钻进到加压切换过程中，动力头输出扭矩及转 速在降低，加压力在升高，手柄操作由加压到动力头旋转切换过程中，加压力在变小，动力 头回转速度及输出扭矩在变大，这种操作方式使动力头钻进效率大幅度降低，作业效果不 佳。研究一种更为合理的旋挖钻动力头钻进技术，在目前行业中尤为重要。随着科技的发 展及工程应用需要，最终用户有节省成本的需求，并注意评估不同设备的施工成本要求，社 会也要求节能环保的工程机械，促使工程机械的设计已经从原来的实现功能为主的设计理 念上升到在保证功能的前提下尽可能提高系统的性能上来。
发明内容本实用新型的目的正是鉴于以上行业施工背景，开发设计一种旋挖钻机一键钻进 控制装置。该装置可在动力头勻速及勻扭矩钻进的过程中，实现加压油缸根据不同的地质 条件输出恒定的压力，使各种辅助工况达到最优化的设计理念，满足高效、节能、人性化的 设计要求及发展方向，用于有效的解决现有技术中所存在的不足之处。本实用新型的目的可通过下述技术措施来实现本实用新型的旋挖钻机一键钻进控制装置包括控制手柄、控制器、电比例反馈阀、 电磁溢流阀、加压油缸控制阀、动力头控制阀、动力头马达及减速机模块、加压油缸模块、主 卷扬模块、浮动电磁阀、制动电磁阀、主卷扬控制阀、液压动力源，其中所述控制手柄的钻 进位的信号输出端以电连接的方式接入控制器的相应信号输入端，所述控制器的各信号输 出端以电连接的方式分别接入动力头控制阀左旋转控制端口、加压油缸控制阀的控制端 口、电磁溢流阀的控制端口、电比例反馈阀的控制端口、主卷扬控制阀的控制端口、浮动电 磁阀的控制端口、制动电磁阀的控制端口 ；所述主卷扬控制阀的相应信号输入端分别以电 连接的方式与浮动电磁阀、制动电磁阀的相应信号输出端连接；所述动力头控制阀的动力 油源口与液压动力源连通，动力头控制阀的输出、回流油口分别与动力头马达及减速机模 块中的液压马达的相应油口连通，动力头控制阀的排油口与油箱连通；所述电比例反馈阀 的信号输出端以电连接的方式接入液压动力源的相应信号输入端；所述主卷扬控制阀的动 力油源口与液压动力源连通，所述主卷扬控制阀的输出、回流油口分别与主卷扬模块中的主卷扬马达的相应油口连通，所述主卷扬控制阀的排油口与油箱连通；所述加压油缸控制 阀的动力油源口与液压动力源连通，所述加压油缸控制阀的输出、回流油口分别与加压油 缸模块中的加压油缸的相应油口连通，所述加压油缸控制阀的排油口与油箱连通。本实用新型的有益效果如下 1、实现动力头钻进一位操作(即人工操作动力头旋转的情况下，自动实现对钻具 的加压及勻速下放)。2、实现旋挖钻机钻进作业工况中钻具的加压力、钻具的钻进扭矩、钻具下放速度 三者负荷工况达到最优化的匹配。
图1是本实用新型的逻辑控制图。图2是本实用新型的原理控制图。
具体实施方式
本实用新型以下将结合实施例(附图)作进一步描述如图1所示，本实用新型的旋挖钻机一键钻进控制装置包括控制手柄、控制器、电 比例反馈阀、电磁溢流阀、加压油缸控制阀、动力头控制阀、动力头马达及减速机模块、加压 油缸模块、主卷扬模块、浮动电磁阀、制动电磁阀、主卷扬控制阀、液压动力源，其中所述 控制手柄的钻进位的信号输出端以电连接的方式接入控制器的相应信号输入端，所述控制 器的各信号输出端以电连接的方式分别接入动力头控制阀左旋转控制端口、加压油缸控制 阀的控制端口、电磁溢流阀的控制端口、电比例反馈阀的控制端口、主卷扬控制阀的控制端 口、浮动电磁阀的控制端口、制动电磁阀的控制端口 ；所述主卷扬控制阀的相应信号输入端 分别以电连接的方式与浮动电磁阀、制动电磁阀的相应信号输出端连接；所述动力头控制 阀的动力油源口与液压动力源连通，动力头控制阀的输出、回流油口分别与动力头马达及 减速机模块中的液压马达的相应油口连通，动力头控制阀的排油口与油箱连通；所述电比 例反馈阀的信号输出端以电连接的方式接入液压动力源的相应信号输入端；所述主卷扬 控制阀的动力油源口与液压动力源连通，所述主卷扬控制阀的输出、回流油口分别与主卷 扬模块中的主卷扬马达的相应油口连通，所述主卷扬控制阀的排油口与油箱连通；所述加 压油缸控制阀的动力油源口与液压动力源连通，所述加压油缸控制阀的输出、回流油口分 别与加压油缸模块中的加压油缸的相应油口连通，所述加压油缸控制阀的排油口与油箱连
ο更具体讲，本实用新型的装置在自动钻进界面，通过控制手柄输钻进位出信号9， 该信号进入控制器控制端子b5、控制器接收到该信号后，通过相应控制端子al、bl、a2、b2、 a3、b3、a4、b4、a5、b5、Vccl、b6、输出 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10 控制信号，输送给相应的主阀 控制单元，各信号控制口及功能如下信号1输送给动力头控制阀左旋转控制端口，使动力头控制阀中动力油源Pl 口和 Al 口相通，动力油源通过Al 口进入动力头马达及减速机模块中的液压马达Cl 口，马达CI 口油源推动马达逆时针旋转，马达C2 口和动力头控制阀T 口相通，马达回油经过T 口流入 油箱，液压动力源(泵)从油箱吸油到动力头控制阀Pl 口，实现整个液压运行回路，保证马达逆时针钻进功能。信号3输送给加压油缸控制阀的控制端口，使加压油缸控制阀P2 口和A2 口相通， 动力油源通过A2 口进入加压油缸模块中加压油缸下加压口 C3，加压油缸提升口 C4和加压 油缸控制阀T 口相通，经过T 口流入油箱，液压动力源(泵)从油箱吸油输送到加压油缸控 制阀进油口 P2、完成加压作业循环。信号5输送给阀组的电磁溢流阀，通过限制阀口进油最高压力，保证各工作装置 的最大压力需要。信号6输送给电比例反馈阀，电比例反馈阀根据信号6输出信号反馈给液压动力 源(泵)，泵按照反馈信号控制输出不同的流量，供给各控制阀的进油口，信号5和6同时作 用，保证主泵按照系统的压力和流量要求输送动力油源。信号7输送给主卷扬控制阀的控制端子，使主卷扬控制阀的P3 口和A3 口相通，动 力油源通过A3 口进入主卷扬模块中的主卷扬马达C5 口，主卷马达在C5动力油源推动下转 动，通过C6和主卷扬控制阀T 口相通，回油至油箱，液压动力源(泵)从油箱吸油，按照系 统的流量和压力要求共给主卷扬控制阀的P3 口，形成主卷马达按照动力头钻进速度下降 控制回路。信号9输送给浮动电磁阀，保证主 卷扬马达C5 口和C6 口沟通，实现钻进时的浮动 功能。信号10输送给制动电磁阀，保证在信号7输入的情况下，减速及制动缸脱开，实现 主卷正常转动。以上各信号同时作用的情况下，实现动力头钻进作业中一位操作钻进功能。如图2所示，控制手柄(动力头电控手柄)左(钻进)端输出信号1，进入控制器 相应的控制端子，控制器经过判断及运算，输出信号2、3、4、5、6、7、8、9、10、11总共10路控 制信号，各控制器输出信号及公用如下①、信号2通过控制器相应的控制端口，输入给电比例反馈阀DTlO控制口，电比 例阀通过控制信号2的大小输出压力信号至主阀(即本实用新型中所有控制阀及阀块的 总成)的PL端口，PL反馈给液压动力源(泵)，液压动力源(泵)根据反馈信号PL的 大小输出不同力量的压力油源，分别输送给动力头控制阀、加压油缸控制阀、主卷扬控制 阀的PI、P2、P3，保证系统匹配的压力油源供应。反馈压力油路流向为P电比例反馈 阀——PL——液压动力源(泵)反馈口。②、信号3通过控制器相应的控制端口，输入给加压油缸控制阀a端控制口 DT9，推 动主阀杆向右移动，使阀口 P2和A2相通，动力油源经过A2到主阀A6的出口，输出加压油 缸下加压进油口 C4，加压油缸活塞杆腔油源通过主阀回口 B6，经过主阀B3和T 口相通，主 阀T口接回油箱。此过程保证在一键钻进时加压油缸自动加压功能的实现。主压力油路流 向为 P----P2----A2----A6----C4----C3----B3----T。③、信号5通过控制器相应的控制端口，输入到动力头控制阀的DT7控制端子，控 制动力头控制阀口 Pl和Bl 口相通，泵压力油源经过Bl及阀出口 B5进入动力头回转马达 Cl 口，推动马达逆时针钻进，马达回油经ClA2Tl和油箱沟通，保证动力头马达钻 进使的旋向运动，实现动力头钻进功能。主压力油路流向为PPlBlB5Cl----A2----T0[0026]④、信号8通过控制器相应的控制端口，输送给主卷扬电比例阀控制端口DT4，控 制主卷扬控制阀口 P3于A3相通，主压力油路流向为P——P3——A3——A3——C5——C6--T回到液压油箱，完成主卷扬在一键钻进使自动下发功能。⑤、信号9通过控制器相应的控制端口，输送给电磁溢流阀控制端口 DT3，保证系 统在工作使按照所需压力进行油源供给，提供稳定的压力油源。⑥、信号10通过控制器相应的控制端口，输入给主卷马达制动电磁阀，使马达减 速机动作时，制动油缸脱开，保证减速机正常运转。⑦、信号11通过控制器相应的控制端口，输入给主卷马达浮动电磁阀，使动力头 钻进时主卷扬按照设定速度自动跟进。上述控制动作①、②、③、④、⑤、⑥、⑦有机结合同步运行，实现旋挖钻机一键钻进 功能。本实用新型的装置可以用于目前所有类型的旋挖钻机，改变目前动力头钻进的操 作方式，把驾驶原从繁重的操作状态中解除出来，同时实现加压、动力头回转钻进及主卷浮 动科学合理的匹配，有利于提高整机的使用效率，从而满足目前行业环保、节能及人性化的 设计理念，对钻机的控制性能产生深远的影响，提高钻机的使用水平。本实用新型中所述控制手柄型号为JC6000-A2LBRS英国P & J ；所述控制器的型 号为 TTC 200 德国 TTControl。
权利要求1. 一种旋挖钻机一键钻进控制装置，其特征在于所述装置包括控制手柄、控制器、电 比例反馈阀、电磁溢流阀、加压油缸控制阀、动力头控制阀、动力头马达及减速机模块、加压 油缸模块、主卷扬模块、浮动电磁阀、制动电磁阀、主卷扬控制阀、液压动力源，其中所述 控制手柄的钻进位的信号输出端以电连接的方式接入控制器的相应信号输入端，所述控制 器的各信号输出端以电连接的方式分别接入动力头控制阀左旋转控制端口、加压油缸控制 阀的控制端口、电磁溢流阀的控制端口、电比例反馈阀的控制端口、主卷扬控制阀的控制端 口、浮动电磁阀的控制端口、制动电磁阀的控制端口 ；所述主卷扬控制阀的相应信号输入端 分别以电连接的方式与浮动电磁阀、制动电磁阀的相应信号输出端连接；所述动力头控制 阀的动力油源口与液压动力源连通，动力头控制阀的输出、回流油口分别与动力头马达及 减速机模块中的液压马达的相应油口连通，动力头控制阀的排油口与油箱连通；所述电比 例反馈阀的信号输出端以电连接的方式接入液压动力源的相应信号输入端；所述主卷扬 控制阀的动力油源口与液压动力源连通，所述主卷扬控制阀的输出、回流油口分别与主卷 扬模块中的主卷扬马达的相应油口连通，所述主卷扬控制阀的排油口与油箱连通；所述加 压油缸控制阀的动力油源口与液压动力源连通，所述加压油缸控制阀的输出、回流油口分 别与加压油缸模块中的加压油缸的相应油口连通，所述加压油缸控制阀的排油口与油箱连通。
专利摘要一种旋挖钻机一键钻进控制装置，其特征在于所述装置中的控制手柄的钻进位的信号输出端以电连接的方式接入控制器的相应信号输入端，所述控制器的各信号输出端分别接入动力头控制阀、加压油缸控制阀、电磁溢流阀、电比例反馈阀、主卷扬控制阀、浮动电磁阀、制动电磁阀的相应控制端口；所述主卷扬控制阀的相应信号输入端与浮动电磁阀、制动电磁阀的相应信号输出端连接；所述动力头控制阀、主卷扬控制阀、加压油缸控制阀的相应油口分别动力头马达、主卷扬马达、加压油缸的相应油口连通。
文档编号E21B17/00GK201835810SQ201020264629
公开日2011年5月18日 申请日期2010年7月21日 优先权日2010年7月21日
发明者刘世亮, 刘朋, 李贵强, 杨虎, 申虎, 白浩伟, 程伟, 符磊, 赵志刚 申请人:郑州宇通重工有限公司