旋挖钻机的主卷扬控制系统及旋挖钻机的制作方法

本实用新型涉及旋挖钻机控制技术领域，具体涉及一种旋挖钻机的主卷扬控制系统及旋挖钻机。

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，通常包括主卷扬，主卷扬具有能够上升和下降的钻具。主卷扬由主卷扬控制系统进行控制，具体通过液压油的流动控制钻具的上升和下降。

具体的，主卷扬控制系统包括连接主卷扬的主卷扬马达，控制液压油流动的油泵。当需要使钻具上升时，油泵控制液压油流动，驱动主卷扬马达正向旋转以实现钻具的上升；当需要使钻具下降时，油泵控制液压油流动，驱动主卷扬马达反向旋转以实现钻具的下降。

也就是说，现有技术中的钻具无法以其自身的重力实现下降，通过油泵控制液压油的流动实现钻具下降则需要额外的动力，导致能源的浪费。

技术实现要素：

本实用新型解决的问题是现有技术中需要额外的动力控制液压油的流动实现钻具的下降，导致能源的浪费。

为解决上述问题，本实用新型提供一种旋挖钻机的主卷扬控制系统，包括：上升油道，具有第一油口和第二油口；下降油道，具有第三油口和第四油口；油泵，连通所述第一油口、第三油口，适于为所述第一油口、第三油口提供液压油；所述第二油口、第四油口连通主卷扬马达，适于驱动主卷扬马达运转；所述主卷扬控制系统还包括：平衡油道，连通所述上升油道和下降油道；所述平衡油道上设有流量控制装置，适于控制所述平衡油道的通断。

可选的，所述流量控制装置包括：第一电磁阀和节流阀，所述第一电磁阀适于控制所述平衡油道的通断，所述节流阀适于调节所述平衡油道上的液压油流量。

可选的，所述流量控制装置还包括：制动控制装置，所述制动控制装置适于锁定主卷扬或解锁主卷扬。

可选的，所述制动控制装置包括三通梭阀和换向阀；所述三通梭阀的第一入口连通所述第一油口，所述三通梭阀的第二入口连通所述第三油口；所述换向阀适于连通所述三通梭阀的出口和主卷扬制动缸。

可选的，所述主卷扬控制系统还包括低压油箱，所述换向阀还适于连通所述主卷扬制动缸和低压油箱。

可选的，所述制动控制装置还包括第二电磁阀和高压油箱，所述换向阀通过所述第二电磁阀连通所述主卷扬制动缸；所述第二电磁阀还适于连通所述主卷扬制动缸和高压油箱。

可选的，所述制动控制装置还包括减压阀，所述减压阀适于连通所述换向阀和所述三通梭阀。

可选的，所述主卷扬控制系统还包括补油油道，连通所述下降油道，适于为所述下降油道补充液压油。

可选的，所述主卷扬控制系统还包括泄压阀，所述泄压阀连通所述第二油口和第四油口，所述第二油口处的液压油适于通过所述泄压阀流入所述第四油口。

可选的，所述主卷扬控制系统还包括平衡阀，设置于所述上升油道，且连通所述第三油口，适于根据所述第三油口的油压，控制液压油从所述第二油口流向所述第一油口。

可选的，所述主卷扬控制系统还包括第一单向阀，并联设置于所述平衡阀，适于使液压油从所述第一油口流向所述第二油口。

为解决上述技术问题，本技术方案还提供一种旋挖钻机，包括以上所述的主卷扬控制系统。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案具有以下优点：

所述旋挖钻机的主卷扬控制系统，通过设置平衡油道，平衡油道上设有流量控制装置，且连通上升油道和下降油道。因此，当需要控制主卷扬的钻具下降时，可以通过打开流量控制装置，使得位于上升油道中的液压油能够通过平衡油道流入至下降油道；此时，上升油道中的液压油油压降低，下降油道中的液压油油压升高，使得钻具能够在其自身重力作用下下降，无需提供额外的动力控制油泵以实现钻具的下降，不会导致能源的浪费。

附图说明

图1是本实用新型具体实施例旋挖钻机的主卷扬控制系统结构图；

图2是本实用新型具体实施例节流阀的正面剖视图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

参照图1，一种旋挖钻机的主卷扬控制系统，包括上升油道10和下降油道20，所述上升油道10具有第一油口11和第二油口12，所述下降油道20具有第三油口21和第四油口22。

主卷扬控制系统还包括油泵(图中未示出)和主卷扬马达(图中未示出)，所述油泵连通第一油口11和第三油口21，并能够选择性的将液压油泵入所述第一油口11或第三油口21；主卷扬马达连通第二油口12和第四油口22，并能够驱动主卷扬的钻具上升或者下降。

具体的，当油泵将液压油泵入所述第一油口11时，液压油由第一油口11通过上升油道10流动至第二油口12，第二油口12处的压力增大，驱动主卷扬马达运转，从而带动主卷扬的钻具上升。在此过程中，位于第二油口12处的液压油逐渐流动至第四油口22，并通过下降油道20流动至第三油口21，位于第三油口21处的液压油能够重新被泵入第一油口11，形成循环。

当油泵将液压油泵入所述第三油口21时，液压油由第三油口21通过下降油道20流动至第四油口22，第四油口22处的压力增大，驱动主卷扬马达反向运转，从而带动主卷扬的钻具下降。在此过程中，位于第四油口22处的液压油逐渐流动至第二油口12，并通过上升油道10流动至第一油口11，位于第一油口11处的液压油能够重新被泵入第三油口21，形成循环。

以上驱动钻具上升和下降的过程，均需要利用油泵控制液压油流动以驱动主卷扬马达运转，即需要提供外部动力。尤其在钻具下降的过程中，钻具不能利用自身的重力实现下降，仍然需要提供外部动力控制油泵实现钻具的下降，导致能源的浪费。

因此，在本实施例中，主卷扬控制系统还包括平衡油道30，所述平衡油道30连通所述上升油道10和下降油道20；并且，所述平衡油道30上还设有流量控制装置31，用以控制平衡油道30的通断。

若需要控制钻具上升，则关闭流量控制装置31，液压油无法在平衡油道30上流通，即上升油道10中的液压油无法通过平衡油道30流入至下降油道20。此时，控制钻具上升的过程与前述类似，不再赘述。

若需要控制钻具下降，则可以通过以下两种方式：

其一，关闭流量控制装置31，液压油无法在平衡油道30上流通，即上升油道10中的液压油无法通过平衡油道30流入至下降油道20。此时，控制钻具下降的过程与前述类似，不再赘述。

其二，打开流量控制装置31，位于上升油道10中的液压油能够通过平衡油道30流入至下降油道20。此时，上升油道10中的液压油油压降低，下降油道20中的液压油油压升高，使得钻具能够在其自身重力作用下下降。

因此，在本实施例中，实现钻具下降的过程可以依靠钻具自身的重力，无需提供额外的动力控制油泵以实现钻具的下降，不会导致能源的浪费。

进一步的，使流量控制装置31具有不同的开度，通过调节流量控制装置31的开度，能够改变平衡油道30上的液压油流量，若液压油流量越大，则钻具下降的速度也就越快；若液压油流量越小，则钻具下降的速度也就越慢。即，通过调节流量控制装置31的开度，能够控制钻具的下降速度。

具体的，流量控制装置31包括第一电磁阀32和节流阀33。其中，第一电磁阀32用于控制平衡油道30的通断，节流阀33用于调节平衡油道30上的液压油流量。

第一电磁阀32采用电控的方式予以控制，在控制钻具上升的过程中，控制所述第一电磁阀32处于关闭状态；在控制钻具下降的过程中，选择性的控制所述第一电磁阀32处于关闭状态或打开状态，以利用油泵实现钻具下降或利用重力实现钻具下降。

节流阀33为单向阀，液压油只能从上升油道10通过平衡油道30流入下降油道20，而无法从下降油道20通过平衡油道30流入上升油道10。以防止因操作失误打开第一电磁阀32，导致大量液压油涌入上升油道10，损坏主卷扬控制系统。

参照图2，节流阀33包括阀体33a和调节螺杆33b，所述阀体33a具有阀门进口33c和阀门出口33d，液压油从阀门进口33c流入节流阀33，并从阀门出口33d流出；所述调节螺杆33b插设至所述阀体33a中，能够通过旋拧调节螺杆33b以改变调节螺杆33b插入至阀体33a的深度，从而调节所述节流阀33的开度。

在其他变形例中，流量控制装置31也可以仅包括一个流量可调节的电磁阀，或者仅包括一个可实现开闭的节流阀，不影响本技术方案的实施。

本实施例中，主卷扬控制系统还包括平衡阀13，所述平衡阀13设置于上升油道10，且连通第三油口21，能够根据所述第三油口21的油压，控制液压油从第二油口12流向第一油口11。

平衡阀13设置于上升油道10，使得在上升油道10上，平衡阀13至第二油口12之间的油道的液压油油压，与平衡阀13至第一油口11之间的油道的液压油油压不一致。具体的，第一油口11连通液压油油箱，使得平衡阀13至第一油口11之间的油道的油压相对较小；而平衡阀13至第二油口12之间的油道则需保持相对较大的油压，以平衡钻具自身的重力。

因此，平衡阀13能够防止上升油道10上的油压发生突变，避免上升油道10中油压突然减小，导致钻具突然下降，发生危险。

具体的，平衡阀13为单向阀，液压油仅能从第二油口12通过平衡阀13流向第一油口11。为了使液压油能从第一油口11流向第二油口12，在所述上升油道10上还设有第一单向阀14，第一单向阀14与所述平衡阀13并联，使得液压油仅能从第一油口11通过第一单向阀14流向第二油口12。

另外，平衡阀13连通第三油口21的油道的最小直径可选控制在0.5mm－1.5mm之间，避免下降油道20中的液压油快速流向平衡阀13，在主卷扬未解锁时，即打开了平衡阀13，导致上升油道中液压油油压迅速下降，损坏旋挖钻机；同时，也避免使平衡阀13打开过快，导致钻具迅速下落，引发危险。

本实施例中，平衡阀13为两个，且并联设置于上升油道10；第一单向阀14为两个，并联设置于上升油道10。

参照图1，主卷扬控制系统还包括补油油道50，所述补油油道50连通所述下降油道20，适于为所述下降油道20补充液压油。在钻具下降过程中，由于钻具自身重力的作用，所述下降油道20上容易发生供油不足的现象，而损坏设备。补油油道50的作用即在于对下降油道20进行补油，防止下降油道20上出现供油不足的现象。

具体的，补油油道50上设有第二单向阀51，第二单向阀51使液压油仅能够从外部通过补油油道50进入下降油道20内。

主卷扬控制系统还包括泄压阀60，所述泄压阀60连通所述第二油口12和第四油口44。上升油道10中的油压需要支撑钻具的自重，通常具有较大的油压，即第二油口12处的油压通常较大。

泄压阀60的作用在于，当第二油口12的油压超过设定值时，第二油口12处的液压油能够通过所述泄压阀60流入所述第四油口22。从而能够防止设备的损坏，增加设备的使用寿命。

此外，为了能够直观的观测主卷扬控制系统的运行情况，可以在所述第二油口12、第四油口22处设置压力传感器70，压力传感器70用以检测第二油口12、第四油口22的压力。根据所测得的压力值，判断主卷扬控制系统是否处于正常工作状态。

本实施例中，主卷扬控制系统还包括制动控制装置，当主卷扬的钻具运动至特定位置时，制动控制装置能够锁定该钻具，防止钻具继续上升或者下降；当需要控制钻具上升或者下降时，制动控制装置能够解锁该钻具，从而使得钻具能够运动至特定位置。

具体的，制动控制装置包括三通梭阀41和换向阀42。其中，所述三通梭阀41具有第一入口41a、第二入口41b和出口41c，所述第一入口41a连通第一油口11，所述第二入口41b连通第三油口21，所述出口41c连通换向阀42。

换向阀42适于连通三通梭阀41和主卷扬制动缸(图中未示出)；或者，适于连通主卷扬制动缸和低压油箱(图中未示出)。

进一步的，制动控制装置还包括第二电磁阀43和减压阀44。其中，换向阀42通过所述第二电磁阀43连通主卷扬制动缸，第二电磁阀43还连通主卷扬制动缸和高压油箱(图中未示出)；减压阀44连通所述换向阀42和三通梭阀41，适于对流经三通梭阀41的液压油进行降压。

制动控制装置还具有第一制动油口40a、第二制动油口40b和第三制动油口40c，所述第一制动油口40a连通主卷扬制动缸，第二制动油口40b连通高压油箱，第三制动油口40c连通低压油箱。

本实施例中，控制主卷扬的钻具上升、下降或处于制动状态的方式如下：

若主卷扬的钻具处于制动状态下，需要控制钻具上升时，通过油泵将液压油泵入所述第一油口11。此时，第一油口11出的液压油油压增大，一部分液压油通过三通梭阀41流入减压阀44，减压阀44在压力作用下控制换向阀42连通所述减压阀44与第二电磁阀43，上升油道10中的一部分液压油从第一油口11依次流经三通梭阀41、减压阀44、换向阀42和第二电磁阀43，最终流向第一制动油口40a，进入主卷扬制动缸，从而实现制动控制装置对所述主卷扬的解锁。

主卷扬解锁后，液压油通过第一单向阀14流向第二油口12，第二油口12处的压力增大，驱动主卷扬马达运转，从而带动主卷扬的钻具上升。当钻具上升至设定位置时，油泵不再向所述第一油口11泵入液压油，第一油口11处的油压逐渐减小，但是平衡阀13能够使第二油口12处的油压保持恒定，从而支撑钻具在设定位置。

此时，由于第一油口11处的油压减小，减压阀44所受到的油压减小，减压阀44自动控制换向阀42换向，使换向阀42连通主卷扬制动缸和低压油箱，处于主卷扬制动缸的液压油从第一制动油口40a依次流经第二电磁阀43、换向阀42，最终流向第三制动油口40c，进入低压油箱，从而实现制动控制装置对所述主卷扬的锁定，使主卷扬的钻具处于制动状态。

若主卷扬的钻具处于制动状态下，需要控制钻具下降时，此时，存在两种控制方式：通过油泵控制实现钻具下降，或通过钻具自身重力实现下降。

若通过油泵控制实现钻具下降，则通过油泵将液压油泵入所述第三油口21。此时，第三油口21处的液压油油压增大，上升油道10中的一部分液压油从第三油口21依次流经三通梭阀41、减压阀44、换向阀42和第二电磁阀43，最终流向第一制动油口40a，进入主卷扬制动缸，从而实现制动控制装置对所述主卷扬的解锁。

主卷扬解锁后，上升油道10中的一部分液压油流向平衡阀13，从而打开平衡阀13。同时，液压油流向第四油口22，第四油口22处的压力增大，驱动主卷扬马达反向运转，从而带动主卷扬的钻具下降。

当钻具下降至设定位置时，油泵不再向所述第三油口21泵入液压油，第三油口21处的油压逐渐减小，此时，液压油不再流向平衡阀13，平衡阀13关闭，能够使第二油口12处的油压保持恒定，从而支撑钻具在设定位置。

由于第三油口21处的油压减小，减压阀44自动控制换向阀42换向，使换向阀42连通主卷扬制动缸和低压油箱，处于主卷扬制动缸的液压油从第一制动油口40a依次流经第二电磁阀43、换向阀42，最终流向第三制动油口40c，进入低压油箱，从而实现制动控制装置对所述主卷扬的锁定。

若通过钻具自身重力实现下降，则控制第一电磁阀32打开，控制第二电磁阀43打开。当第二电磁阀43打开时，第二电磁阀43连通主卷扬制动缸和高压油箱。此时，处于高压油箱中的液压油从第二制动油口40b流经第二电磁阀43流向第一制动油口40a，进入主卷扬制动缸，从而实现制动控制装置对所述主卷扬的解锁。

当第一电磁阀32打开时，上升油道10中的一部分液压油通过节流阀33，第一电磁阀32流向下降油道20。上升油道10中的油压降低，下降油道中的油压升高，主卷扬的钻具由于自身重力作用而下降。

此时，通过控制节流阀上的调节螺杆33b，调节节流阀33的开度。若节流阀33的开度较大，则平衡油道30上的液压油流量较大，钻具下降的速度较快；若节流阀33的开度较小，则平衡油道30上的液压油流量较小，钻具下降的速度较慢。

当钻具下降至设定位置时，控制第一电磁阀32关闭，控制第二电磁阀43关闭。当第一电磁阀32关闭时，上升油道10中的液压油不再流向下降油道20，能够使第二油口12处的油压保持恒定，从而支撑钻具在设定位置。

当第二电磁阀43关闭时，第二电磁阀43连通主卷扬制动缸和换向阀42。此时，处于主卷扬制动缸中的液压油从第一制动油口40a流经第二电磁阀43、换向阀42流向第三制动油口40c，进入低压油箱，从而实现制动控制装置对所述主卷扬的锁定。

本实施例还提供一种旋挖钻机，包括以上所述的主卷扬控制系统。

虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。