旋挖钻机钻杆监测控制装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及旋挖钻机电气控制装置的技术领域，特别是一种旋挖钻机工作时对钻杆的监测控制装置，该监测控制装置包括：动力头位置传感器、测深编码器、重量传感器、控制器、显示器、电磁阀、主阀、驱动主阀的液压先导油路、主卷扬马达和驱动主卷扬马达的液压主油路。本实用新型的旋挖钻机钻杆监测控制装置可有效预防潜在风险及人为的误操作、违规操作，保证机器正常运行，降低维护和运营成本，提升成孔质量和作业效率，提升安全性和舒适性，方便实用，适宜进一步推广应用。
【专利说明】
旋挖钻机钻杆监测控制装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及旋挖钻机电气控制装置的技术领域，特别是一种旋挖钻机工作时对钻杆的监测控制装置。
【背景技术】
[0002]旋挖钻机是一种机、电、液集成度较高的成孔设备，广泛适用于灌注粧基础；随着近几年中国基础设施建设的快速发展，旋挖钻机在高层建筑、铁路公路桥梁、水利工程和城市交通建设等粧基础施工中蓬勃发展，其作业特点是作业灵活、高效率，地下施工，作业隐蔽性强，可见性差。
[0003]不同地区的地质结构千差万别，纵是同一地点，在不同深度地质情况也会截然不同，在深入地表以下几十米甚至百米后，地面操作者在不借用工具时无法掌握地下施工情况。旋挖钻机结构中的钻杆是其重要的执行部件，一是传递整机作业的扭矩和加压力，二是要将钻具不断地送至作业地层，直至达到粧基础设计深度。由于钻杆工作于最恶劣工况，钻杆也成为整机易出故障部件之一，钻杆常见故障如下:一、使用过程中发生扭曲变形;二、钻杆键条焊接缺陷、疲劳磨损导致变形;三、钻杆零部件断裂失效；四、钻渣等异物掉落发生卡滞;五、机锁杆解锁不到位提杆时造成带杆等，出现上述问题将对机器造成重大损伤，同时，将花费巨大的成本进行对原粧孔进行清理。针对上述问题，开发一种方便实用的旋挖钻机钻杆监测装置是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是:为克服上述【背景技术】中提到的技术问题，现提供一种结构简单，方便实用的旋挖钻机钻杆监测控制装置。
[0005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种旋挖钻机钻杆监测控制装置，该监测控制装置包括:动力头位置传感器、测深编码器、重量传感器、控制器、显示器、电磁阀、主阀、驱动主阀的液压先导油路、主卷扬马达和驱动主卷扬马达的液压主油路，动力头位置传感器输出端与控制器第一输入端电连接，测深编码器输出端与控制器第二输入端电连接，重量传感器输出端与控制器第三输入端电连接，控制器第一输出端与显示器输入端电连接，控制器第二输出端与电磁阀输入端电连接，电磁阀设置在液压先导油路上。
[0006]本实用新型技术方案中的控制器在接收动力头位置传感器、测深编码器和重量传感器的各自数据后进行汇总运算、比对，将运算数据由控制器第一输出端输出至显示器，从而实现对旋挖钻机钻杆的监测。正常运行原理为:
[0007]动力头位置传感器和测深编码器将实时数据传输至控制器，控制器实时运算得出钢丝绳的理论提升力；同时，重量传感器将测量的实际重量传输至控制器;控制器将所得的钢丝绳的理论力数据与重量传感器实测输入数据比对，若计算差值在允许范围内，则控制器第一输出端输出至显示器，显示器实时显示钻杆状态，包括钻杆的伸缩状态、钻孔深度、单次进尺等。
[0008]若上述控制器运算所得理论数据与重量传感器实测输入数据比对差值不符，则控制器判定钻杆状态出现异常，同时，控制器第一输出端通过显示器进行声光报警，提示操作者可能的异常原因及解决异常方法，控制器第二输出端输出信号至电磁阀，电磁阀通过控制液压先导油路实现主阀和主卷扬马达，依次实现对液压先导油路、主阀、液压主油路和主卷扬马达的控制，最终实现对钻杆状态的控制，以免在出现异常后，继续操作对机器造成损伤。
[0009]有益效果:与现有技术相比，本实用新型的旋挖钻机钻杆监测装置可有效预防潜在风险及人为的误操作、违规操作，保证机器正常运行，降低维护和运营成本，提升成孔质量和作业效率，提升安全性和舒适性，方便实用，适宜进一步推广应用。
【附图说明】
[0010]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施案例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施案例。
[0011]图1是本实用新型的结构不意图；
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和实施案例对本实用新型进一步说明，所示的实施案例不对权利要求所记载的【实用新型内容】起任何限定作用，并且，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的实用新型的解决方案所必须的。
[0013]下述实施案例中的控制器可装配于机器电气箱内；重量传感器安装于滑轮架主卷扬钢丝绳的滑轮销轴处；动力头位置传感器安装于动力头侧板支架上并在装配后进行标定，以精确测量动力头承载钻杆接触面与地面的距离;测深编码器可安装于主卷扬滚筒中心孔处，以精确测量钻孔深度;显示器安装于驾驶室内部便于操作者实时观察的位置;电磁阀可根据机器整体布置合理安排位置，并保证管路、线路安装便利、可靠；主阀可根据机器上车布置合理安排，若在现有机型上另安装此实用新型，可不用改变主阀的位置和布置;主卷扬马达与主卷扬减速机相连后安装于主卷扬机架上，以驱动主卷扬滚筒，通过驱动主卷扬钢丝绳实现钻杆上提、下放的目的。
[0014]实施例一
[0015]一种旋挖钻机钻杆监测控制装置，该监测控制装置包括:动力头位置传感器、测深编码器、重量传感器、控制器、显示器、电磁阀、主阀、驱动主阀的液压先导油路、主卷扬马达和驱动主卷扬马达的液压主油路，动力头位置传感器输出端与控制器第一输入端电连接，测深编码器输出端与控制器第二输入端电连接，重量传感器输出端与控制器第三输入端电连接，控制器第一输出端与显示器输入端电连接，控制器第二输出端与电磁阀输入端电连接，电磁阀设置在液压先导油路上。
[0016]在不同机器、不同工况和更换不同钻杆和钻斗后，可通过所述显示器界面输入土壤密度P、旋挖钻机所配置提引器重量gl、随动架重量g2、单节钻杆长度L1、最外一节钻杆上端面距与动力头支承法兰面距离L11、最内一节钻杆托盘上平面距方头中心孔距L12、钻杆内健驱动套长度1^、钻杆总重量60、每一节钻杆重量(以4节机锁杆为例)61、62、63、64以及钻具重量GZ、钻具高度HZ、钻具直径DZ等数据至控制器程序中；在旋挖钻机工作过程中，动力头位置传感器实时测量动力头位置，并将动力头高度(动力头承载钻杆接触面距地面的高度)HD实时传输至控制器;测深编码器实时测量钻孔深度Hl及单次进尺(相邻两次钻孔深度差值)A H，并实时传输至控制器;控制器接收到动力头实时高度HD、钻孔深度Hl和单次进尺Δ H后，对数据进行处理和运算，传输至显示器对钻杆作业状态进行实时显示，显示钻杆的伸缩状态及实时钻深，并计算出实时状态下钢丝绳的理论拉力(即负载理论重量)GL;同时重量传感器实时测量钢丝绳所承受的拉力(即负载实际重量)GS，并将结果传输至控制器，然后控制器将实时状态下负载理论重量GL与负载实际重量GS进行逻辑对比，若对比差值在允许范围内，则机器正常运转。
[0017]若上述控制器运算所得钢丝绳理论拉力数据与重量传感器实测输入数据比对不符，则控制器第一输出端通过显示器进行声光报警，提示操作者钻杆出现异常，控制器第二输出端通过电磁阀控制换向，从而液压先导油路中实现钻杆上提或下放功能的先导油路无法导通。若在钻杆上升过程中出现异常，则钻杆无法继续上提，只能下放钻杆，实现对机器故障进行排查，故障解除后可继续上提；同理，若钻杆下放过程出现异常，则控制器第二输出端通过电磁阀控制换向，从而液压先导油路中实现钻杆下放功能的先导油路无法导通，钻杆无法继续下放，只能上提钻杆，实现对机器故障进行排查，故障解除后可继续下放。
[0018]本实用新型的实施例的旋挖钻机钻杆监测控制装置具有如下有益效果:
[0019]一、可以通过显示器实时监测机器运行过程中的钻杆状态、单次进尺和作业深度，利于操作者掌握地下作业情况，保证机器作业时的安全性，提升作业效率；
[0020]二、在机器作业出现异常时，既实现了对操作者进行声光提醒，同时实现了对钻杆状态的控制，防止掉杆、砸杆等意外情况的发生，减少机器运营损失；
[0021]三、此旋挖钻机钻杆实时监测控制系统可在现有旋挖钻机的基础上安装，简单、智能、适用，可有效预防潜在风险，保证机器正常运行，降低维护和运营成本，提升成孔质量和作业效率，提升安全性和舒适性，方便实用，适宜进一步推广应用。
[0022]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【主权项】
1.一种旋挖钻机钻杆监测控制装置，其特征是:该监测控制装置包括:动力头位置传感器、测深编码器、重量传感器、控制器、显示器、电磁阀、主阀、驱动主阀的液压先导油路、主卷扬马达和驱动主卷扬马达的液压主油路， 动力头位置传感器输出端与控制器第一输入端电连接，测深编码器输出端与控制器第二输入端电连接，重量传感器输出端与控制器第三输入端电连接，控制器第一输出端与显示器输入端电连接，控制器第二输出端与电磁阀输入端电连接，电磁阀设置在液压先导油路上O
【文档编号】E21B44/00GK205422678SQ201620199977
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月15日
【发明人】刘凯, 叶国球, 夏运华, 曾强, 罗星洪, 钱叶凤, 孙健
【申请人】玉柴桩工(常州)有限公司