旋挖鉆機(jī)快速拋土控制系統(tǒng)的制作方法
【專利說(shuō)明】
所屬技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及粧工機(jī)械領(lǐng)域，更具體地涉及一種旋挖鉆機(jī)快速拋土控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]旋挖鉆機(jī)由于其成孔效率高、成孔質(zhì)量好、環(huán)境污染少、地質(zhì)適應(yīng)性廣等特點(diǎn)，成為了灌注粧施工的主力施工。其成孔原理是在伸縮鉆桿旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)鉆頭回轉(zhuǎn)，安裝在鉆斗上的鉆齒旋轉(zhuǎn)切削挖掘土層，同時(shí)將切削挖掘下來(lái)的土渣帶入鉆斗內(nèi)，然后通過(guò)伸縮鉆桿將鉆斗提升至孔外卸土，如此循環(huán)鉆進(jìn)形成粧孔。其一個(gè)工作循環(huán)包括放鉆一鉆進(jìn)一提鉆一回轉(zhuǎn)一卸土一回轉(zhuǎn)歸位共5個(gè)工況，而在鉆進(jìn)派泥含量較高、帶水粘土等地質(zhì)時(shí)，鉆齒切削下的部分巖土粘附在鉆斗內(nèi)壁，使得卸土十分困難，嚴(yán)重影響旋挖鉆機(jī)施工效率。目前旋挖鉆機(jī)卸土主要有兩種操作方法:1.在動(dòng)力頭拋土工況下，通過(guò)快速切換動(dòng)力頭先導(dǎo)手柄控制動(dòng)力頭正反高速轉(zhuǎn)動(dòng)；2.在拋土工況下控制動(dòng)力頭沿同一方向變速轉(zhuǎn)動(dòng)，這兩種方案原理上都是利用粘附巖土的慣性進(jìn)行拋土。在操作方法I中，旋挖鉆機(jī)在快速拋土?xí)r先導(dǎo)控制手柄快速換向，動(dòng)力頭正反高速轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)對(duì)快速拋土控制系統(tǒng)的的響應(yīng)速度要求較高，如果響應(yīng)速度過(guò)慢將導(dǎo)致拋土無(wú)力、拋土困難，降低機(jī)器施工效率。
[0003]參見(jiàn)圖1，現(xiàn)有技術(shù)中旋挖鉆機(jī)的動(dòng)力頭控制系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)。如圖所示，旋挖鉆機(jī)液壓系統(tǒng)采用的為反饋式變量泵1，其中11為反饋式變量泵主體，121為負(fù)載敏感變量控制閥，122為恒功率變量控制閥，131為變量控制油缸，132為伺服油缸；2為L(zhǎng)S反饋閥，其中21為L(zhǎng)S信號(hào)油進(jìn)油節(jié)流阻尼，22為L(zhǎng)S信號(hào)油回油節(jié)流阻尼；3為帶先導(dǎo)換向的換向閥聯(lián)，31為換向閥主閥，321為動(dòng)力頭反轉(zhuǎn)壓力保持單向閥，322為動(dòng)力頭正轉(zhuǎn)壓力保持單向閥，33為L(zhǎng)S壓力補(bǔ)償閥，34為主溢流閥，35為L(zhǎng)S溢流閥；41為第一動(dòng)力頭馬達(dá)，42為第二動(dòng)力頭馬達(dá)。
[0004]該動(dòng)力頭控制系統(tǒng)為雙馬達(dá)雙減速機(jī)動(dòng)力頭控制系統(tǒng)，其包括兩個(gè)動(dòng)力頭馬達(dá)41、42。各動(dòng)力頭馬達(dá)的反轉(zhuǎn)進(jìn)油口 41a、42a均與反轉(zhuǎn)進(jìn)油通道A連通，各動(dòng)力頭馬達(dá)的正轉(zhuǎn)進(jìn)油口 41b、42b均與正轉(zhuǎn)進(jìn)油通道B連通，即動(dòng)力頭馬達(dá)41所在的支路和動(dòng)力頭馬達(dá)42所在的支路并聯(lián)設(shè)置。圖1中箭頭方向指示的是壓力油進(jìn)油方向。
[0005]當(dāng)先導(dǎo)控制手柄中位不動(dòng)作時(shí)，帶先導(dǎo)換向的換向閥聯(lián)3的a、b 口壓力均為0，換向閥主閥31保持中位，LS壓力補(bǔ)償閥33關(guān)閉，LS反饋閥2壓力為0，負(fù)載敏感變量控制閥121左位工作，此時(shí)反饋式變量泵I以最小排量工作。
[0006]當(dāng)動(dòng)力頭正轉(zhuǎn)時(shí)，操作先導(dǎo)控制手柄，先導(dǎo)液壓油至換向閥聯(lián)3的b 口，推動(dòng)換向閥主閥31換向，壓力油經(jīng)LS壓力補(bǔ)償閥33，正轉(zhuǎn)壓力保持單向閥322至通道B 口，馬達(dá)41和馬達(dá)42正轉(zhuǎn)，完成動(dòng)力頭正轉(zhuǎn)；同時(shí)在LS壓力補(bǔ)償閥33打開(kāi)時(shí)，LS壓力信號(hào)油經(jīng)LS反饋閥2回到反饋式變量泵1，負(fù)載敏感變量控制閥121右位工作，反饋式變量泵主體11排量升尚;
[0007]當(dāng)動(dòng)力頭反轉(zhuǎn)時(shí)，操作先導(dǎo)控制手柄，先導(dǎo)液壓油至換向閥聯(lián)3的a 口，推動(dòng)換向閥主閥31換向，壓力油經(jīng)LS壓力補(bǔ)償閥33，反轉(zhuǎn)壓力保持單向閥321至通道A 口，馬達(dá)41和馬達(dá)42反轉(zhuǎn)，完成動(dòng)力頭反轉(zhuǎn)；同時(shí)在LS壓力補(bǔ)償閥33打開(kāi)時(shí)，LS壓力信號(hào)油經(jīng)LS反饋法2回反饋式變量泵1，負(fù)載敏感變量控制閥121右位工作，反饋式變量泵I排量升高。
[0008]因此，旋挖鉆機(jī)拋土工況時(shí)，先導(dǎo)控制手柄快速切換，在這個(gè)過(guò)程中反饋式變量泵I的排量是反復(fù)變化的，此時(shí)變量泵控系統(tǒng)的變量響應(yīng)時(shí)間是影響拋土效率的主要因素?，F(xiàn)有的控制系統(tǒng)利用位于換向閥主閥31后的LS壓力補(bǔ)償閥33出口壓力信號(hào)控制反饋式變量泵變量，即信號(hào)油是從換向閥主閥31后引出的，響應(yīng)速度較慢，雖然此種控制方式使得操作平穩(wěn)但不符合旋挖鉆機(jī)快速拋土實(shí)際工況。
[0009]在發(fā)明專利200910042885.0中，提出一種在拋土工況下直接利用反饋式變量泵的出口壓力信號(hào)控制反饋?zhàn)兞勘玫目刂品绞?，加快反?yīng)速度。但是，該發(fā)明專利是針對(duì)閥前壓力補(bǔ)償系統(tǒng)，LS壓力補(bǔ)償閥在換向閥主閥之前，而且沒(méi)有消除快速拋土產(chǎn)生的壓力沖擊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明旨在提供一種既能實(shí)現(xiàn)快速拋土、又能消除系統(tǒng)壓力沖擊的旋挖鉆機(jī)快速拋土控制系統(tǒng)，用于閥后壓力補(bǔ)償系統(tǒng)，以滿足施工效率和系統(tǒng)穩(wěn)定性要求。
[0011]本發(fā)明專利提出一種旋挖鉆機(jī)快速拋土控制系統(tǒng)，包括反饋式變量泵、LS反饋閥、帶先導(dǎo)換向的換向閥聯(lián)和動(dòng)力頭馬達(dá)，還包括壓力流量控制裝置，所述壓力流量控制裝置設(shè)有三個(gè)油口，第一油口 5a通過(guò)管路與所述反饋式變量泵的出口壓力油路相連，第二油口5b通過(guò)管路與LS反饋閥的出口壓力油路相連，第三油口 5c通過(guò)管路與反饋式變量泵的負(fù)載敏感變量控制閥的控制油路相連，所述壓力流量控制裝置將反饋式變量泵的出口壓力或LS反饋閥的出口壓力作為反饋式變量泵的變量控制信號(hào)；
[0012]當(dāng)所述壓力流量控制裝置控制第二油口 5b和第三油口 5c連通時(shí)，LS反饋閥的壓力控制信號(hào)經(jīng)節(jié)流通道后，依次通過(guò)電磁換向閥油口 5b和油口 5c與負(fù)載敏感變量控制閥的控制油路相連，實(shí)現(xiàn)慢速拋土 ；
[0013]當(dāng)所述壓力流量控制裝置控制第一油口 5a和第三油口 5c連通時(shí)，反饋式變量泵的出口壓力控制信號(hào)依次通過(guò)電磁換向閥油口 5a和油口 5c與負(fù)載敏感變量控制閥的控制油路相連，實(shí)現(xiàn)快速拋土。
[0014]所述壓力流量控制裝置為兩位三通電磁換向閥。
[0015]還包括一卸荷閥，所述卸荷閥的油口 P通過(guò)管路與反饋式變量泵的出口壓力油路相連，所述卸荷閥的油口 T通過(guò)管路與油箱相連，所述卸荷閥的油口 L通過(guò)管路與LS反饋閥出口壓力油路相連，所述卸荷閥設(shè)有兩個(gè)控制端，右端與反饋式變量泵的出口壓力油連通，左端與LS反饋閥的出口壓力油連通，所述卸荷閥的左端上裝有彈簧，所述彈簧預(yù)壓縮力大于反饋式變量泵出口壓力油在所述換向閥主閥閥芯產(chǎn)生的液壓力與LS反饋閥出口壓力油在所述換向閥主閥閥芯產(chǎn)生的液壓力之差；
[0016]快速拋土?xí)r，當(dāng)先導(dǎo)控制手柄回中位瞬間，換向閥主閥31回中位，切斷反饋式變量泵I出口壓力油與動(dòng)力頭馬達(dá)之間的油液連接，導(dǎo)致LS反饋閥2壓力消失，此時(shí)反饋式變量泵I出口壓力油克服卸荷閥6左端彈簧作用力，卸荷閥右端接通，反饋式變量泵I出口壓力油通過(guò)卸荷閥6流回油箱，實(shí)行卸荷，有效減少系統(tǒng)壓力沖擊。
[0017]當(dāng)LS反饋閥2有壓力油時(shí)，卸荷閥6閥芯左端液壓力與彈簧壓力之和大于卸荷閥閥芯右端液壓力，使閥芯關(guān)閉；當(dāng)換向閥主閥31回中位LS反饋閥2無(wú)壓力時(shí)，卸荷閥6閥芯右端液壓油產(chǎn)生的液壓力克服彈簧壓力，使閥芯打開(kāi)，實(shí)現(xiàn)卸荷。
[0018]所述的卸荷閥為常閉式液動(dòng)換向閥。
[0019]采用上述方案，本系統(tǒng)通過(guò)壓力流量控制裝置選取反饋式變量泵的出口壓力作為變量控制信號(hào)，所述的壓力流量控制裝置為兩位三通電磁換向閥。當(dāng)電磁換向閥不帶電時(shí)，電磁換向閥右端接入