专利名称：一种旋挖钻机及其主卷扬下放速度控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及工程机械领域，具体涉及一种旋挖钻机及其主卷扬下放速度控制
>J-U ρ α装直。
背景技术：
目前旋挖钻机主卷扬控制方案都配有上提下放和浮动等功能；在主卷扬下放时采 用多级缓冲装置避免钻杆与动力头接触时产生剧烈的碰撞，但是此种方式依然存在故障隐患，容易引发漏油、马达减速机损坏等问题，尤其是新机手操作时，故障发生率大幅提升。
实用新型内容为了克服现有技术的上述缺陷和不足，本实用新型的第一目的在于提供一种有效的旋挖钻机主卷扬下放速度控制装置，包括用于检测主卷扬下放时钻杆深度的测深装置、恒力开度仪、控制器、换向阀装置；恒力开度仪安装在加压油缸上，用于检测加压油缸的活塞杆伸出量；控制器与测深装置及恒力开度仪电气连接，用于实时接收测深装置检测到的钻杆深度及恒力开度仪检测到的活塞杆伸出量，并根据初始偏移量、钻杆深度及活塞杆伸出量计算钻杆与动力头缓冲装置之间的相对距离，以及在相对距离等于预设距离时发送电压信号至换向阀装置；其中，初始偏移量为钻杆深度及活塞杆伸出量均为零时，钻杆与动力头缓冲装置之间的相对距离；主泵负反馈口的供油口通过换向阀装置连接主泵负反馈口，供油口在换向阀装置收到电压信号且主卷扬处于下放状态时，为主泵负反馈口供油。进一步地，供油口为主卷扬下放先导控制油口 ；换向阀装置包括第一电磁换向阀，第一电磁换向阀的第一油口连接主泵负反馈口，第一电磁换向阀的第二油口连接主卷扬下放先导控制油口。进一步地，第一电磁换向阀为二位二通电磁换向阀、二位三通电磁换向阀、二位四通电磁换向阀或三位四通电磁换向阀。进一步地，换向阀装置包括用于接收电压信号的第二电磁换向阀、与第二电磁换向阀连接的液控阀；液控阀还连接主阀主卷扬下放先导控制口 ；第二电磁换向阀在收到电压信号时连通；主阀主卷扬下放先导控制口在主卷扬处于下放状态时控制液控阀连通；供油口在第二电磁换向阀及液控阀均连通时，为主泵负反馈口供油。进一步地，液控阀为液控单向阀、二位二通液控换向阀、二位三通液控换向阀或二位四通液控换向阀。进一步地，电压信号为延时电压信号。进一步地，测深装置包括用于测量主卷扬滚筒转动圈数的编码器、计算器；编码器安装在主卷扬滚筒上；计算器用于根据转动圈数计算主卷扬钢丝绳下放长度，并确定主卷扬下放时钻杆深度。进一步地，测深装置包括安装在滑轮架滑轮上的齿轮拨盘、用于记录齿轮拨盘转动齿数的接近开关、用于根据转动齿数确定主卷扬下放时钻杆深度的处理器。[0011]进一步地，换向阀装置通过第一梭阀及第二梭阀分别对应连接两个主泵负反馈□。为了克服现有技术的上述缺陷和不足，本实用新型的第二目的在于提供一种旋挖钻机，包括上述各种主卷扬下放速度控制装置。本实用新型的 旋挖钻机主卷扬下放速度控制装置实施例通过恒力开度仪检测加压油缸活塞杆伸出量，通过测深装置检测钻杆深度，并由控制器计算钻杆与动力头缓冲装置的相对距离，并在相对距离达到预设距离时触发设置在泵控制油路上的换向阀装置改变主泵的排量，从而可以在钻杆接近动力头缓冲装置时，使主卷扬下放速度有效减小，避免钻杆与动力头发生剧烈碰撞，降低了钻机对操作机手的操作强度，提高了动力头使用寿命和整机可靠性。
图I为本实用新型旋挖钻机主卷扬下放速度控制装置第一实施例的结构示意图；图2为本实用新型旋挖钻机主卷扬下放速度控制装置第二实施例的结构示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。如图I所示，本实用新型旋挖钻机的主卷扬下放速度控制装置的第一实施例包括用于检测主卷扬下放时钻杆深度H的测深装置I、恒力开度仪3、控制器5、换向阀装置；其中，恒力开度仪3安装在加压油缸上，用于检测加压油缸的活塞杆伸出量L ;控制器5与测深装置I及恒力开度仪3电气连接，用于实时接收测深装置I检测到的钻杆深度H及恒力开度仪3检测到的活塞杆伸出量L，并根据初始偏移量、钻杆深度H及活塞杆伸出量L计算钻杆与动力头缓冲装置之间的相对距离，以及在相对距离等于预设距离时发送电压信号至换向阀装置；其中，初始偏移量为钻杆深度及活塞杆伸出量均为零时，钻杆与动力头缓冲装置之间的相对距离；具体如下S = C+L-H (I)其中，S为钻杆(具体为钻杆减震橡胶环)与动力头缓冲装置的相对距离，C为初始偏移量；换向阀装置包括二位四通电磁换向阀71，二位四通电磁换向阀71的第一油口(如A 口 )连接主泵负反馈口 91、93，二位四通电磁换向阀71的第二油口(如P 口)连接主卷扬下放先导控制油口 12，主卷扬下放先导控制油口 12作为主泵负反馈口 91、93的供油口。具体操作时，该预设距离可以设置为钻杆接近动力头缓冲装置时二者之间的相对距离。可以理解的是，二位四通电磁换向阀71可以利用其它类型的电磁换向阀，如二位二通电磁换向阀、二位三通电磁换向阀或三位四通电磁换向阀等，图I中的电磁换向阀可以称为第一电磁换向阀。此外，具体操作时，恒力开度仪3为现有普通的恒力开度仪，如其可包括钢卷弹簧、线轴、线盒、钢丝绳、以及编码器等。恒力开度仪3固定在测量运动副中的ー个物体上，钢丝绳绳端固定在另ー个物体上。当物体移动时，会带动钢丝绳移动，将钢丝绳从线盒内拉出，钢丝绳拉出时带动线轴转动，安装在线轴上的编码器记录转过的圈数，从而记录钢丝绳被拉出的长度，得出两个物体的相对位移。两物体间相对位置减小时，钢丝绳在弹簧的作用下被拉回线盒。优选地，控制器5发送的电压信号为延时电压信号，即二位四通电磁换向阀71持续得电一段时间后失电复位，保证钻杆与动カ头缓冲装置软接触后，二位四通电磁换向阀71再断开，主卷扬下放速度恢复。具体操作时，測深装置I包括用于测量主卷扬滚筒转动圈数的编码器(图未示)、计算器(图未示)；编码器安装在主卷扬滚筒(图未示)上；计算器用于根据转动圈数计算主卷扬钢丝绳下放长度，进而确定主卷扬下放时钻杆深度。当然，測深装置I还可以利用其它的元件来达到相同的功能，如其包括安装在滑轮架滑轮上的齿轮拨盘(图未示)、用于记录齿轮拨盘转动齿数的接近开关(图未示)、用于根据转动齿数确定主卷扬下放时钻杆深度的处理器(图未示)。优选地，二位四通电磁换向阀71可以通过第一梭阀95及第ニ梭阀97分别对应连接主泵负反馈ロ 91及主泵负反馈ロ 93。上述主卷扬下放速度控制装置第一实施例的工作原理如下恒カ开度仪3检测加压油缸活塞杆的伸出量L ;测深装置I检测钻杆深度H ;控制器5根据上述公式(I)实时计算钻杆与动カ头缓冲装置的相对距离S，当S等于预设距离时，控制器5输出ー个延时电压信号至二位四通电磁换向阀71，二位四通电磁换向阀71得电；主卷扬先导油一部分通过ニ位四通电磁换向阀71到第一梭阀95及第ニ梭阀97与负反馈油比较后，进入主泵负反馈ロ91、93，使作为主泵的负流量控制泵的排量降低，从而通过与主阀92、94连接的主卷扬马达10使钻杆下降速度降低，实现钻杆与动力头的软接触。如图2所示，本发明旋挖钻机主卷扬下放速度控制装置的第二实施例相对于图I所示的第一实施例的区别在于换向阀装置的具体结构不同，在本实施例中，该换向阀装置包括用于接收电压信号的二位三通电磁换向阀73、与二位三通电磁换向阀73连接的二位二通液控换向阀75 ;二位二通液控换向阀75还连接主阀主卷扬下放先导控制ロ 16 ;在本实施例中，可以利用普通的供油ロ 14为主泵负反馈ロ 91、93供油，二位三通电磁换向阀73在收到电压信号时连通；主阀主卷扬下放先导控制ロ 16在主卷扬处于下放状态时控制ニ位二通液控换向阀75连通；供油ロ 14在二位三通电磁换向阀73及二位二通液控换向阀75均连通时，为主泵负反馈ロ 91、93供油。图2中其它元件的安装方式、类型及功能与图I中相应元件一致，在此不再赘述。可以理解的是，如二位四通电磁换向阀71 —祥，二位三通电磁换向阀73也可以利用其它类型的电磁换向阀，图2中的电磁换向阀可以称为第二电磁换向阀；二位二通液控换向阀75也可以为其它类型的液控阀，如液控单向阀、二位三通液控换向阀或二位四通液控换向阀。本领域技术人员可以理解，图2中二位三通电磁换向阀73与二位二通液控换向阀75的位置可互換，如供油ロ 14通过二位二通液控换向阀75连接二位三通电磁换向阀73， 但二者的触发条件不变，即二位三通电磁换向阀73仍由控制器5控制，二位二通液控换向阀75仍由主阀主卷扬下放先导控制ロ 16控制。图I及图2分别解释说明了换向阀装置采用两种不同的结构时，主泵负反馈ロ 91、93的供油ロ通过换向阀装置连接主泵负反馈ロ91、93，供油ロ在换向阀装置收到电压信号且主卷扬处于下放状态时为主泵负反馈ロ 91、93供油的过程。[0029]本实用新型旋挖钻机主卷扬下放速度控制装置通过恒カ开度仪检测加压油缸活塞杆伸出量L，通过测深装置检测钻杆深度H，并由控制器计算钻杆与动力头缓冲装置的相对距离S，并在S达到预设距离时触发设置在泵控制油路上的逻辑阀改变主泵的排量，从而可以在钻杆接近动カ头缓冲装置时，使主卷扬下放速度有效减小，避免钻杆与动カ头发生剧烈碰撞，降低了钻机对操作机手的操作強度，提高了旋挖钻机的动カ头使用寿命和整机可靠性。以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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。
权利要求1.一种旋挖钻机的主卷扬下放速度控制装置，其特征在于，包括用于检测主卷扬下放时钻杆深度的测深装置(I)、恒力开度仪(3)、控制器(5)、换向阀装置；所述恒力开度仪(3)安装在加压油缸上，用于检测所述加压油缸的活塞杆伸出量； 所述控制器(5)与所述测深装置(I)及恒力开度仪(3)电气连接，用于实时接收所述测深装置(I)检测到的钻杆深度及所述恒力开度仪(3)检测到的活塞杆伸出量，并根据初始偏移量、所述钻杆深度及活塞杆伸出量计算钻杆与动力头缓冲装置之间的相对距离，以及在所述相对距离等于预设距离时发送电压信号至所述换向阀装置；其中，所述初始偏移量为所述钻杆深度及活塞杆伸出量均为零时，钻杆与动力头缓冲装置之间的相对距离； 主泵负反馈口(91、93)的供油口通过所述换向阀装置连接所述主泵负反馈口(91、93)，所述供油口在所述换向阀装置收到所述电压信号且主卷扬处于下放状态时，为所述主泵负反馈口 (91、93)供油。
2.根据权利要求I所述的主卷扬下放速度控制装置，其特征在于，所述供油口为主卷扬下放先导控制油口(12)； 所述换向阀装置包括第一电磁换向阀，所述第一电磁换向阀的第一油口连接所述主泵负反馈口(91、93)，所述第一电磁换向阀的第二油口连接所述主卷扬下放先导控制油口(12)。
3.根据权利要求2所述的主卷扬下放速度控制装置，其特征在于，所述第一电磁换向阀为二位二通电磁换向阀、二位三通电磁换向阀、二位四通电磁换向阀(71)或三位四通电磁换向阀。
4.根据权利要求I所述的旋挖钻机主卷扬下放速度控制装置，其特征在于，所述换向阀装置包括用于接收所述电压信号的第二电磁换向阀(73)、与所述第二电磁换向阀(73)连接的液控阀；所述液控阀还连接主阀主卷扬下放先导控制口(16)； 所述第二电磁换向阀(73)在收到所述电压信号时连通；所述主阀主卷扬下放先导控制口(16)在主卷扬处于下放状态时控制所述液控阀连通；所述供油口(14)在所述第二电磁换向阀(73)及液控阀均连通时，为所述主泵负反馈口(91、93)供油。
5.根据权利要求4所述的主卷扬下放速度控制装置，其特征在于，所述液控阀为液控单向阀、二位二通液控换向阀(75)、二位三通液控换向阀或二位四通液控换向阀。
6.根据上述权利要求1-5中任一项所述的主卷扬下放速度控制装置，其特征在于，所述电压信号为延时电压信号。
7.根据上述权利要求1-5中任一项所述的主卷扬下放速度控制装置，其特征在于，所述测深装置(I)包括用于测量主卷扬滚筒转动圈数的编码器、计算器；所述编码器安装在所述主卷扬滚筒上；所述计算器用于根据所述转动圈数计算主卷扬钢丝绳下放长度，并确定主卷扬下放时钻杆深度。
8.根据上述权利要求1-5中任一项所述的主卷扬下放速度控制装置，其特征在于，所述测深装置(I)包括安装在滑轮架滑轮上的齿轮拨盘、用于记录所述齿轮拨盘转动齿数的接近开关、用于根据所述转动齿数确定主卷扬下放时钻杆深度的处理器。
9.根据上述权利要求1-5中任一项所述的主卷扬下放速度控制装置，其特征在于，所述换向阀装置通过第一梭阀(95)及第二梭阀(97)分别对应连接两个主泵负反馈口(91、93)。
10.一种旋挖钻机，其特征在于，包括上述权利要求1-9中任一项所述的主卷扬下放速度控制装置。
专利摘要本实用新型提出了一种旋挖钻机及其主卷扬下放速度控制装置，其中，该主卷扬下放速度控制装置包括测深装置、恒力开度仪、控制器、换向阀装置；恒力开度仪安装在加压油缸上，用于检测加压油缸的活塞杆伸出量；控制器用于实时接收测深装置检测到的钻杆深度及恒力开度仪检测到的活塞杆伸出量，并计算钻杆与动力头缓冲装置之间的相对距离，以及在相对距离等于预设距离时发送电压信号至换向阀装置；主泵负反馈口的供油口通过换向阀装置连接主泵负反馈口，供油口在换向阀装置收到电压信号且主卷扬处于下放状态时，为主泵负反馈口供油。本实用新型可以使主卷扬下放速度有效减小，避免钻杆与动力头发生剧烈碰撞，提高了动力头使用寿命。
文档编号B66D1/48GK202415060SQ20112047652
公开日2012年9月5日 申请日期2011年11月25日 优先权日2011年11月25日
发明者张洪祥 申请人:北京市三一重机有限公司