液压控制系统、主卷扬及旋挖钻机的制作方法

本实用新型涉及工程机械技术领域，具体而言，涉及一种液压控制系统、主卷扬及旋挖钻机。

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。主要适于砂土、粘性土、粉质土等土层施工，在灌注桩、连续墙、基础加固等各种地基基础施工中得到广泛应用。

旋挖钻机主要的工作装置包括动力头和主卷扬。对于大型的旋挖钻机，主卷扬一般包括两个马达和一个卷筒，且两个马达分别设置在卷筒的两端，由马达提供动力带动卷筒进行转动，进而使得缠绕在卷筒上的钢丝绳随着卷筒缠绕，并最终使得设置在钢丝绳一端的钻杆及钻具上升；钻杆下降的过程，主卷扬内设置的平衡阀提供的背压可与钻杆及钻具的重力平衡，并使钻杆及钻具保持匀速下降。

主卷扬在实际工作中，钻杆下降的过程中，当钢丝绳的出绳点偏离卷筒的中心时，卷筒两端的受力便不同，两端马达的受力也不同，而且钢丝绳出绳点越靠近卷筒端部，该端部连接的马达所承受的力越大。因此该端部连接的马达的故障率较高，寿命较短。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种液压控制系统、主卷扬及旋挖钻机，能够平衡设置在待转动体两端的驱动装置出口的压差，降低驱动装置的压力峰值，进而降低驱动装置的故障率，延长液压控制系统的寿命。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型实施例的一方面，提供一种液压控制系统，包括：分别设置在待转动体两端且与所述待转动体传动连接的驱动装置、主控制阀以及平衡阀；还包括分别连通所述主控制阀和所述驱动装置的第一油路和第二油路，所述平衡阀的第一平衡油口和第二平衡油口分别与所述第一油路和所述第二油路连通，在所述第一平衡油口和所述主控制阀之间设置有第一单向阀，在所述第二平衡油口和所述主控制阀之间设置有第二单向阀，以使液压油在驱动作用下从所述主控制阀向所述驱动装置流动，所述平衡阀还包括液控油口，所述液控油口分别与所述第一油路和所述第二油路单向连通输出所述液压油；所述液压控制系统还包括第三油路，所述第三油路分别连接两个所述驱动装置的第一油路，以使所述第三油路中的液压油能够流经所述平衡阀。

可选地，本实用新型实施例提供的液压控制系统还包括第四油路，所述第四油路分别连通两个所述驱动装置的第二油路，以使所述第四油路中的液压油能够流经所述平衡阀。

可选地，所述第三油路连接于所述平衡阀的第一平衡油口。

可选地，本实用新型实施例提供的液压控制系统还包括第五油路，所述第五油路连通两个所述第一油路，且所述第五油路连接于所述平衡阀与所述主控制阀之间。

可选地，本实用新型实施例提供的液压控制系统还包括第六油路，所述第六油路连通两个所述第二油路，且所述第六油路连接于所述平衡阀与所述主控制阀之间。

可选地，所述液控油口与外部油箱连通。

可选地，本实用新型实施例提供的液压控制系统还包括溢流阀，所述溢流阀连通所述第一油路和所述第二油路，用于对所述液压控制系统进行过载溢流保护。

本实用新型实施例的另一方面，提供一种主卷扬，包括：上述任意一项的液压控制系统和待转动体，所述待转动体为卷筒，所述驱动装置分别设置在所述卷筒的两端。

本实用新型实施例的第三方面，提供一种旋挖钻机，包括上述任意一项的主卷扬。

本实用新型实施例的有益效果包括：

本实用新型实施例提供的一种液压控制系统，通过设置分别连通主控制阀和驱动装置的第一油路和第二油路，平衡阀的第一平衡油口和第二平衡油口分别与第一油路和第二油路连通，在第一平衡油口和主控制阀之间设置有第一单向阀，在第二平衡油口和主控制阀之间设置有第二单向阀，使得液压油在驱动的作用下可以从主控制阀向驱动装置单向流动；通过在平衡阀上设置液控油口，并使液控油口分别与第一油路和第二油路单向连通，使得从平衡阀输出的液压油可以流至第一油路和第二油路；通过设置分别连接两个驱动装置的第一油路的第三油路，使得在钢丝绳出绳点偏离卷筒中心时，受力较大的驱动装置可以通过第三油路内的液压油将压力传递至另一端受力较小的驱动装置，使两端驱动装置的出口压力相同，并减小了单侧的驱动装置受力的峰值，降低了驱动装置的故障率，提高了驱动装置的寿命，降低了驱动装置的维修成本。

本实用新型实施例提供的主卷扬采用上述的液压控制系统，能够降低主卷扬的故障率，降低主卷扬的维修成本。

本实用新型实施例提供的旋挖钻机采用上述的主卷扬，能够降低旋挖钻机的故障率，降低旋挖钻机的维修成本。

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控制系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的驱动装置的液压控制系统的结构示意图之一；

图3为本实用新型实施例提供的驱动装置的液压控制系统的结构示意图之二；

图4为本实用新型实施例提供的卷筒与驱动装置连接的结构示意图。

图标：100-液压控制系统；110-驱动装置；111-马达；112-马达油口；120-主控制阀；121-第一单向阀；122-第二单向阀；130-平衡阀；131-第一平衡油口；132-第二平衡油口；133-液控油口；140-第一油路；150-第二油路；160-第三油路；170-卷筒；171-钢丝绳；172-钻杆；180-第四油路；190-第五油路；210-第六油路；220-外部油箱；230-溢流阀；240-减速机。

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。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，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装置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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参照图1，本实用新型实施例的一方面，提供一种液压控制系统100，包括：分别设置在待转动体两端且与待转动体传动连接的驱动装置110、主控制阀120以及平衡阀130；还包括分别连通主控制阀120和驱动装置110的第一油路140和第二油路150，平衡阀130的第一平衡油口131和第二平衡油口132分别与第一油路140和第二油路150连通，在第一平衡油口131和主控制阀120之间设置有第一单向阀121，在第二平衡油口132和主控制阀120之间设置有第二单向阀122，以使液压油在驱动作用下从主控制阀120向驱动装置110流动，平衡阀130还包括液控油口133，液控油口133分别与第一油路140和第二油路150单向连通输出液压油；液压控制系统100还包括第三油路160，第三油路160分别连接两个驱动装置110的第一油路140，以使第三油路160中的液压油能够流经平衡阀130。

需要说明的是，第一，第一平衡油口131和第二平衡油口132分别与第一油路140和第二油路150连通指的是，第一平衡油口131和第一油路140连通，第二平衡油口132和第二油路150连通。

第二，本实用新型实施例对驱动装置110的具体结构形式不作具体限定，示例的，驱动装置110可以为马达111，也可以为液压泵。

为了描述的方便性，本实施例将以主卷扬为例，来描述本实施例提供的液压控制系统100的工作过程。在此基础上，如图2所示，待转动体即为卷筒170，驱动装置110为马达111，两个马达111分别设置在卷筒170的两端。在实际使用中，卷筒170上缠绕设置有钢丝绳171，钢丝绳171一端与卷筒170固定连接，另一端连接用于对土质进行钻孔操作的钻杆172，通过主控制阀120控制马达111的转动方向，使钢丝绳171缠绕在卷筒170上，进而时钻杆172上升；钻杆172下降时，带动钢丝绳171从卷筒170上释放，由钻杆172的重力为马达111提供机械能使其转动，并为马达111内部的液压油提供压力。以本实施例为例，当钻杆172下降时，请参照图3，第二油路150为供油油路，第一油路140为回油油路，马达油口112即为马达出口；请参照图4，当钻杆172上升时，第二油路150为回油油路，第一油路140为供油油路，马达油口112即为马达入口。

由于钻杆172在上升与下降的过程中，本实施例的液压控制系统100内部油路的走向完全相反，本实施例仅描述钻杆172下降过程中液压控制系统100的工作过程。

请参照图3，钻杆172在下降的过程中，通过操作先导手柄，为主控制阀120提供液压油，该高压液压油先流经主控制阀120，从主控制阀120流出的高压液压油一部分经第二油路150进入平衡阀130并打开平衡阀130，其余大部分高压液压油通过第二油路150直接进入马达111；从马达111输出的液压油通过第一油路140流至平衡阀130，从平衡阀130的液控油口133输出的液压油一部分流至第一油路140并直接流至主控制阀120，最终流回油箱；另一部分流至第二油路150上并进入马达111。

需要说明的是，由于马达111出口和平衡阀130是连通的，因此可以理解为，平衡阀130的第一平衡油口131与第一油路140连通的管路也属于第一油路140。

由于钻杆172在下降的过程中，钢丝绳171会在钻杆172的重力的作用下为卷筒170提供扭矩，因此在该种工况下，马达111其实起着泵的作用，即通过钢丝绳171作用在马达111上的扭矩为马达111提供机械能，该机械能为马达111内的液压油提供压力，并使液压油在液压控制系统100内循环流动。此时平衡阀130左位工作，马达111出口与平衡阀130之间形成背压力，如果该背压力小于负载重力(即钻杆172的重力)时，马达111会越转越快，马达111入口则会出现吸空，导致平衡阀130左侧的压力减小，平衡阀130阀芯向右移动，从第一油路140输出的液压油流经平衡阀130的流量减少，使得马达111出口的压力增大。当马达111出口的压力重新与负载平衡时，平衡阀130才会保持稳定状态，此时马达111的转速也稳定，可以保证钻杆172尽可能匀速下降。

但是，当钢丝绳171的出绳点偏离卷筒170中心时，卷筒170两端的受力不同，设置在卷筒170两端的马达111的受力也不同，两端马达111出口存在压差，随着负载的增大或钢丝绳171的出绳点越靠近卷筒170的端部，两端马达111的压差也随之增大。例如，当负载较大时，一端马达111出口压力为30MPa，而另一端马达111出口压力仅有4至5MPa。而通过将第三油路160连通两个马达111的第一油路140，使得受力较大的一端马达111可以通过第三油路160内的液压油将压力传递至另一端受力较小的马达111，使两端马达111出口压力相同，两端马达111与各自连通的平衡阀130之间的背压也相同，从而将钻杆172重力通过卷筒170平均分配给两端的马达111。

本实用新型实施例提供的液压控制系统100，通过设置分别连通主控制阀120和驱动装置110的第一油路140和第二油路150，平衡阀130的第一平衡油口131和第二平衡油口132分别与第一油路140和第二油路150连通，在第一平衡油口131和主控制阀120之间设置有第一单向阀121，在第二平衡油口132和主控制阀120之间设置有第二单向阀122，使得液压油在驱动的作用下可以从主控制阀120向驱动装置110单向流动；通过在平衡阀130上设置液控油口133，并使液控油口133分别与第一油路140和第二油路150单向连通，使得从平衡阀130输出的液压油可以流至第一油路140和第二油路150；通过设置分别连接两个驱动装置110的第一油路140的第三油路160，使得在钢丝绳171出绳点偏离卷筒170中心时，受力较大的驱动装置110可以通过第三油路160内的液压油将压力传递至另一端受力较小的驱动装置110，使两端驱动装置110的出口压力相同，并减小了单侧的驱动装置110受力的峰值，降低了驱动装置110的故障率，提高了驱动装置110的寿命，降低了驱动装置110的维修成本。

可选地，请参照图1，本实用新型实施例提供的液压控制系统100还包括第四油路180，第四油路180分别连通两个驱动装置110的第二油路150，以使第四油路180中的液压油能够流经平衡阀130。

这样一来，钻杆172在上升与下降的过程中，设置在卷筒170两端的驱动装置110的出口均连通，因此使得两端的驱动装置110的受力均相同，进一步降低了驱动装置110的受力峰值，从而提高了驱动装置110的使用寿命。

可选地，第三油路160连接于平衡阀130的第一平衡油口131。

具体地，可以通过管路将两个平衡阀130的第一平衡油口131连通，该管路的结构形式应该根据具体的空间位置来设置。但是，为了使得本实施例的液压控制系统100的结构尽可能简单，可以采用单独的胶管或单独的钢管连接。这样一来，使得本实施例的液压控制系统100结构更为简单。

可选地，请参照图1，本实用新型实施例提供的液压控制系统100还包括第五油路190，第五油路190连通两个第一油路140，且第五油路190连接于平衡阀130与主控制阀120之间。

当第一油路140为回油油路时，由于驱动装置110出口与平衡阀130之间是连通的，而平衡阀130主要控制流经自身的液压油的流量进而控制驱动装置110的出口压力，平衡阀130的液控油口133与主控制阀120是连通的且压力基本不变，因此在该种情况下，第一油路140上驱动装置110与平衡阀130之间的压力与平衡阀130与主控制阀120之间的压力实际上并不相同。通过在两个平衡阀130与主控制阀120之间设置第五油路190，使得第五油路190两端的压力保持一致。

可选地，请参照图1，本实用新型实施例提供的液压控制系统100还包括第六油路210，第六油路210连通两个第二油路150，且第六油路210连接于平衡阀130与主控制阀120之间。

通过设置第六油路210，使得当第二油路150为回油油路时，第二油路150上驱动装置110与平衡阀130之间的压力与平衡阀130与主控制阀120之间的压力保持一致。

可选地，请参照图1，液控油口133与外部油箱220连通。

由于平衡阀130的液控油口133处有一定的压力，且该压力大于外部油箱220内的压力，而液控油口133输出的液压油流至第一油路140和第二油路150，因此在输出液压油的过程中会产生一定的负压，该负压使得外部油箱220的液压油流至液控油口133并与流至供油油路上，为驱动装置110补充送油。

可选地，请参照图1，本实用新型实施例提供的液压控制系统100还包括溢流阀230，溢流阀230连通第一油路140和第二油路150，用于对液压控制系统100进行过载溢流保护。

具体地，由于本实施例的驱动装置110可以正反转，因此将第一油路140和第二油路150连通时，当第一油路140为供油油路时，则液压油从第一油路140经过驱动装置110流向第二油路150，当第二油路150为供油油路时，则液压油经过驱动装置110从第二油路150流向第一油路140。因此为了使溢流阀230起到过载溢流保护的作用，在第一油路140和第二油路150的连通油路上应该设置两个溢流阀230，且两个溢流阀230内的液压油的流通方向相反。

需要说明的是，上述结构形式的液压控制系统100不限于使用在主卷扬中，其他情况下采用由两个驱动装置110驱动一个待转动体的结构时也可以使用相同的结构。

本实用新型实施例的另一方面，提供一种主卷扬，包括：上述任意一项的液压控制系统100和待转动体，待转动体为卷筒170，驱动装置110分别设置在卷筒170的两端。本液压控制系统100具有与前述实施例中的液压控制系统100相同的结构和有益效果。由于液压控制系统100的结构和有益效果已经在前述实施例中进行了详细描述，在此不再赘述。

可选地，请参照图2，本实用新型实施例提供的主卷扬还包括减速机240，减速机240连接设置在卷筒170与驱动装置110之间。

这样一来，可以将驱动装置110输出的转速和扭矩通过减速机240来传递至卷筒170，而且可以根据实际的需求来设置减速机240的传动比，来满足需要输出至卷筒170上的转速以及扭矩。

本实用新型实施例的第三方面，提供一种旋挖钻机，包括上述任意一项的主卷扬。本主卷扬具有与前述实施例中的主卷扬相同的结构和有益效果。由于主卷扬的结构和有益效果已经在前述实施例中进行了详细描述，在此不再赘述。

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，本实用新型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。