筒式柴油打桩锤中上活塞跳高值的测量系统及方法_2

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需的油量后,打粧锤起动后,将按照该设置值自动进行油量控制和停止动作。
[0048]自动跳高控制是指操作人员通过HMI操作箱设置打粧锤的打击次数、以及每个工作循环打粧锤上活塞的跳高,打粧锤起动后,将按照该设置值自动进行跳高控制和停止动作。
[0049]自动控制除了上述两种基本的控制外,还包括操作人员可通过HMI操作箱设置打粧锤的打击次数、以及每个工作循环所需的油量和每个工作循环打粧锤上活塞的跳高,打粧锤起动后,将按照该设置值自动进行跳高控制和停止动作。
[0050]自动油量控制的实现方式为:操作人员通过HMI操作箱设置打粧锤的打击次数、以及每个工作循环所需的油量后,控制单元接收并存储控制指令,在打粧锤起动后,控制单元根据存储的控制指令对电磁阀进行控制,从而控制油量调节阀内部阀芯的位置,改变回油管的流通面积,从而改变油栗回流至油箱内部的油量,由于进入油栗的油量为一定值,因此可实现对打粧锤油量的自动控制。同时,控制单元将自动检测打粧锤的打击次数,当打粧锤的实际打击次数达到操作人员设定的打击次数,打粧锤将自动停止工作。
[0051 ]自动跳高控制的实现方式为:操作人员通过HMI操作箱设置打粧锤的打击次数、以及每个工作循环打粧锤的跳高后,控制单元接收并存储控制指令,在打粧锤起动后,控制单元根据存储的控制指令对电磁阀进行控制,从而控制油量调节阀内部阀芯的位置,改变回油管的流通面积,从而改变油栗回流至油箱内部的油量,由于进入油栗的油量为一定值,因此可以控制喷入打粧锤的油量,而在地质状况相同的条件下,打粧锤的跳高与喷入打粧锤的油量相关,从而实现对打粧锤跳高的自动控制。同时,控制单元将自动检测打粧锤的打击次数,当打粧锤的实际打击次数达到操作人员设定的打击次数,打粧锤将自动停止工作。
[0052]为了保证打粧锤安全稳定地工作,打粧锤断油控制方式与上述油量控制方式不同,具体实现方式为:操作人员通过HMI操作箱按下紧停按钮,控制单元接收到该指令后,控制紧停电磁阀动作,紧停电磁阀通过软轴带摇臂旋转,摇臂带动挂钩旋转,当打粧锤上活塞下落至最低位置,挂钩将自动钩住打粧锤的压油杠杆,使其无法运动。由于打粧锤压油杠杆无法运动,使得油栗无法工作,从而控制喷嘴喷油量为0,实现打粧锤的断油控制。
[0053]由于打粧锤工作时,冲击和振动强度很大,可以根据需要对油量控制箱安装减振器,保证油量控制箱的寿命。
[0054]本发明的积极进步效果在于:本发明能够准确计算上活塞的跳高值,并且在上活塞的跳高高于危险值时可以自动停止喷油,同时可以自动记录打粧锤的实际打击次数和总跳高,还可以实时显示打粧锤的实际跳数,从而解决了现有技术中存在的技术问题。
【附图说明】
[0055]图1为本发明的实施例1的筒式柴油打粧锤中上活塞跳高值的测量系统的结构示意图。
[0056]图2为本发明的实施例1的测量系统中压力传感器在打粧锤的每个工作周期内检测出的压力值的压力曲线示意图。
[0057]图3为本发明的实施例1的测量系统中压力传感器检测出的压力值的压力曲线示意图。
[0058]图4为本发明的实施例1的筒式柴油打粧锤中上活塞跳高值的测量方法的流程图。
[0059]图5为本发明的实施例2的筒式柴油打粧锤中上活塞跳高值的测量系统的断油装置的结构示意图。
[0060]图6为图5的局部结构示意图。
[0061]图7为图6的局部剖面示意图。
[0062]图8为图7的侧面结构示意图。
[0063]图9为本发明实施例2的筒式柴油打粧锤中上活塞跳高值的测量系统的断油装置的系统不意图。
[0064]图10为本发明实施例2的筒式柴油打粧锤中上活塞跳高值的测量系统的断油装置的油量控制单元的示意图。
【具体实施方式】
[0065]下面通过实施例的方式进一步说明本发明,但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
[0066]实施例1
[0067]如图1所示,本发明的筒式柴油打粧锤中上活塞跳高值的测量系统包括一压力传感器1、一信号获取模块2、一检测模块3、一时间差计算模块4、一跳高值计算模块5、一 E⑶6、一计数器7以及一跳数计算模块8,其中所述信号获取模块2、所述检测模块3、所述时间差计算模块4、所述跳高值计算模块5、所述ECU6、所述计数器7以及所述跳数计算模块8集成在同一块芯片中。
[0068]其中,该压力传感器1安装在油量控制箱的内部,用于实时检测回油管路内部的压力值,在所述回油管路内部设有油量调节阀,压力传感器1具体可设置在所述油量调节阀的侧面;所述信号获取模块2则用于获取所述压力传感器输出的检测信号,并从所述检测信号中获取在打粧锤的每个工作周期内所述压力传感器检测出的压力值。在打粧锤的每个工作周期内,压力传感器1检测出的压力值会呈现如图2所示的曲线,根据该曲线可以获得在任意时刻检测出的压力值。
[0069]所述检测模块3则用于检测在打粧锤的每个工作周期内检测出的压力值首次达到一临界压力值的时刻,其中该临界压力值可根据实际情况进行设定,本发明会基于该临界压力值来计算上活塞的跳高值,具体地:
[0070]所述时间差计算模块4会计算相邻两个工作周期内检测出的压力值超过临界压力值的时间差,计算公式为:t = t2_t1;其中t为所述时间差,^为相邻两个工作周期中后一个周期内检测出的所述时刻,^为相邻两个工作周期中前一个周期内检测出的所述时刻。
[0071]参见图3,其中示出了打粧锤的相邻两个工作周期内压力传感器检测出的压力值的压力曲线,在本实施例中,以图3为例,设定的临界压力值为1.5bar(巴,压强的单位),当实测压力首次达到1.5bar时,开始计时,计时时刻为t,为了防止由于压力波动导致的错误计时,增加一窗口函数对压力曲线进行选择性地滤波,使得直到下一个工作周期内检测出的压力值达到1.5bar之前,停止计时,这样就保证在打粧锤的每个工作周期内只记录压力值首次达到临界压力值的时刻,即确保每个工作周期内只记录一次时刻,在图3中,相邻两个工作周期内的后一周期检测出的所述时刻为t2。
[0072]这样,所述时间差计算模块4就可以根据上述公式计算出所述时间差,而所述跳高值计算模块5就可以计算上活塞的跳高值,具体计算公式为:h = gt2/2;其中g为重力加速度。
[0073]在本发明中,还通过所述ECU6来判断计算出的跳高值是否超出一最大阈值(可根据实际情况进行设定),并在判断为是时控制喷嘴的喷油量为0,从而实现自动停止的目的。
[0074]在本发明中,还通过所述计数器7记录打粧锤的打击次数,在所述检测模块3检测出在打粧锤的每个工作周期内检测出的压力值首次达到所述临界压力值时,所述ECU6还控制所述计数器7的计数值自动加1,从而自动记录打粧锤的实际打击次数。
[0075]所述跳数计算模块8则用于计算所述打粧锤的实际跳数,计算公式为:m=60/t;其中m为所述实际跳数。
[0076]本发明利用所述跳高值计算模块5还可以计算上活塞的总跳高,具体通过将在所述打粧锤的任意两个相邻工作周期内计算出的跳高值叠加,以计算所述上活塞的总跳高值。
[0077]如图4所示,本发明利用本实施例的测量系统实现的筒式柴油打粧锤中上活塞跳高值的测量方法包括以下步骤:
[0078]在油量控制箱内部设置压力传感器,以实时检测回油管路内部的压力值;
[0079]获取所述压力传感器输出的检测信号,并从所述检测信号中获取在打粧锤的每个工作周期内所述压力传感器检测出的压力值;
[0080]预设一临界压力值;
[0081]检测在打粧锤的每个工作周期内检测出的压力值首次达到所述临界压力值的时亥IJ;优选地,可设置时间窗口函数来标记在打粧锤的每个工作周期内首次达到临界压力值的时刻,具体地,在打粧锤的每个工作周期内,在检测到压力值首次达到所述临界压力值时,时间窗口函数的脉冲波形开始输出高电平,而高电平的持续输出时间则小于打粧锤的工作周期时间,然后跳转为低电平,并在打粧锤的下个工作周期内,在检测到压力值首次达到所述临界压力值时,再次输出高电平,如此循环往复,从而标记在打粧锤的每个工作周期内首次达到临界压力值的时刻。
[0082]计算相邻两个工作周期内检测出的压力值超过临界压力值的时间差,计算公式为:t = t2_t1;其中t为所述时间差,t2为相邻两个工作周期中后一个周期内检测出的所述时刻,^为相邻两个工作周期中前一个周期内检测出的所述时刻;
[0083]计算所述上活塞的跳
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