一種水平定向鉆機(jī)扭矩和推拉力數(shù)值顯示系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種水平定向鉆機(jī)，具體是一種水平定向鉆機(jī)扭矩和推拉力數(shù)值顯示系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]水平定向鉆機(jī)是在不開挖地表面的條件下，鋪設(shè)多種地下公用設(shè)施(管道、電纜等)的一種施工機(jī)械，廣泛應(yīng)用于供水、電力、電訊、天然氣、煤氣、石油等管線鋪設(shè)施工中，定向鉆穿越施工具有不會阻礙交通，不會破壞綠地，植被，不會影響居民正常生活等優(yōu)點(diǎn)。
[0003]水平定向鉆機(jī)在施工時，操作者需要嚴(yán)格控制鉆機(jī)的輸出扭矩及推拉力，防止因超出配套鉆具的承載范圍，造成鉆桿鉆具的損壞。傳統(tǒng)的鉆機(jī)，操作者只能根據(jù)安裝在鉆機(jī)上的壓力表顯示的壓力值來近似估算施工中的扭矩及推拉力，而在實(shí)際施工中，由于馬達(dá)采用變排量技術(shù)，變排量馬達(dá)的數(shù)量與檔位開關(guān)有關(guān)，實(shí)際使用的變排量馬達(dá)數(shù)量不同造成了液壓系統(tǒng)的背壓不同，從而使得在相同的液壓壓力下，鉆機(jī)的輸出扭矩及推拉力不相同，操作者無法確定實(shí)際施工中所用的扭矩及推拉力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種水平定向鉆機(jī)扭矩和推拉力數(shù)值顯示系統(tǒng)，操作者不需要根據(jù)壓力表、檔位開關(guān)和液壓系統(tǒng)的實(shí)際使用背壓來近似估算鉆機(jī)輸出的扭矩及推拉力，扭矩和推拉力數(shù)值顯示系統(tǒng)能根據(jù)液壓系統(tǒng)的壓力和檔位開關(guān)，自動精確計(jì)算扭矩及推拉力并數(shù)字化顯示。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種水平定向鉆機(jī)扭矩和推拉力數(shù)值顯示系統(tǒng)，包括PLC控制器、顯示器、兩個壓力傳感器、馬達(dá)變量電磁閥以及檔位開關(guān)；所述兩個壓力傳感器分別與馬達(dá)的兩個工作油口相連，將壓力信號轉(zhuǎn)換為電流信號或電壓信號傳送給PLC控制器；所述PLC控制器將采集到的兩組電流信號或電壓信號轉(zhuǎn)換為壓力值并計(jì)算油口的壓力差；所述檔位開關(guān)與PLC控制器相連，將檔位信息傳入PLC控制器；所述馬達(dá)變量電磁閥與PLC控制器相連，馬達(dá)變量電磁閥安裝在馬達(dá)上，PLC控制器根據(jù)檔位信息對馬達(dá)變量電磁閥進(jìn)行控制，使馬達(dá)變量；所述顯示器與PLC控制器相連。
[0006]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述馬達(dá)及所述馬達(dá)變量電磁閥設(shè)置有多組，通過并聯(lián)方式組成。
[0007]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述檔位開關(guān)有多個檔位，控制不同數(shù)量的馬達(dá)變量，從而控制馬達(dá)的總排量，進(jìn)而控制鉆機(jī)的實(shí)際輸出扭矩和推拉力。
[0008]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述PLC控制器通過C A N總線與顯示器相連。與其它現(xiàn)場總線比較而言，CAN總線具有通信速率高、容易實(shí)現(xiàn)、且性價(jià)比高等諸多優(yōu)點(diǎn)。
[0009]作為本發(fā)明的一種方案，所述馬達(dá)安裝在減速機(jī)上，通過與減速機(jī)連接的輸出齒輪實(shí)現(xiàn)功率輸出。
[0010]本發(fā)明解決了水平定向鉆機(jī)施工時，操作者必須通過人工計(jì)算的方式來估算推拉力、扭矩的難題。PLC控制器自動檢測馬達(dá)的工作油口壓力，并根據(jù)檔位開關(guān)，自動控制馬達(dá)變量電磁閥的通電數(shù)量，自動計(jì)算鉆機(jī)施工的扭矩及推拉力，并在顯示器上直接顯示工作的扭矩和推拉力，數(shù)值準(zhǔn)確、精度高，避免操作者依靠壓力表的顯示和檔位開關(guān)來粗略估算扭矩和推拉力的不足，能有效解決因液壓系統(tǒng)背壓高對鉆機(jī)的影響，解決現(xiàn)場施工中操作者不知道實(shí)際施工的扭矩和推拉力的缺點(diǎn)。此外本發(fā)明可以同時檢測扭矩、推拉力；可以用來檢測多馬達(dá)系統(tǒng)，各液壓系統(tǒng)并聯(lián)在系統(tǒng)中，具有多檔操作，所有馬達(dá)均為變排量馬達(dá)，并自動將馬達(dá)的變量的排量代入運(yùn)算；本套系統(tǒng)在控制器中計(jì)算扭矩及推拉力，并直接顯示在車載顯示器中，不需要計(jì)算機(jī)記錄并存儲，檢測的數(shù)據(jù)不經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換計(jì)入計(jì)算機(jī)。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明系統(tǒng)原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0013]如圖1所示，本發(fā)明一種水平定向鉆機(jī)扭矩和推拉力數(shù)值顯示系統(tǒng)，包括PLC控制器、顯示器、兩個壓力傳感器、馬達(dá)、馬達(dá)變量電磁閥、檔位開關(guān)、減速機(jī)、輸出齒輪；本系統(tǒng)由一組或多組馬達(dá)及馬達(dá)變量電磁閥通過并聯(lián)方式組成；馬達(dá)變量電磁閥安裝在馬達(dá)上；兩個壓力傳感器分別與馬達(dá)的兩個工作油口相連，將馬達(dá)的兩工作油口的壓力值轉(zhuǎn)換為電流信號或電壓信號并傳發(fā)給PLC控制器；馬達(dá)安裝在減速機(jī)上，通過與減速機(jī)連接的輸出齒輪實(shí)現(xiàn)功率輸出；PLC控制器將采集到的電流信號或電壓信號轉(zhuǎn)換為壓力值并計(jì)算馬達(dá)兩工作油口的壓力差；檔位開關(guān)與PLC控制器相連，將檔位信息傳入PLC控制器；馬達(dá)變量電磁閥與PLC控制器相連，PLC控制器根據(jù)接收的檔位開關(guān)信息對馬達(dá)變量電磁閥的通電數(shù)量進(jìn)行控制，使不同數(shù)量的馬達(dá)變量；顯示器與PLC控制器相連。
[0014]其工作原理如下:兩個壓力傳感器分別測量馬達(dá)的兩個主油口并將壓力值轉(zhuǎn)化為電流或電壓信號傳給PLC控制器，PLC控制器自動將電流信號或電壓信號轉(zhuǎn)換為壓力值并計(jì)算油口的壓力差。檔位開關(guān)設(shè)置有多個檔位，不同的檔位對應(yīng)著不同變排量馬達(dá)的數(shù)量，PLC控制器接收檔位開關(guān)的信號，并根據(jù)檔位開關(guān)的信號控制馬達(dá)的變量電磁閥，使不同數(shù)量的馬達(dá)變量。PLC控制器根據(jù)檔位開關(guān)計(jì)算出馬達(dá)油口的壓力差，算出馬達(dá)的實(shí)際輸出扭矩，再根據(jù)減速機(jī)的速比及輸出齒輪的模數(shù)及齒數(shù)，精確算出鉆機(jī)的扭矩和推拉力，并將扭矩及推拉力值直接在顯示器上用數(shù)字顯示出來。
[0015]此外在上述基礎(chǔ)上，本發(fā)明PLC控制器優(yōu)選通過C A N總線技術(shù)與顯示器相連。CAN總線具有通信速率高、容易實(shí)現(xiàn)、且性價(jià)比高等諸多優(yōu)點(diǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水平定向鉆機(jī)扭矩和推拉力數(shù)值顯示系統(tǒng)，其特征在于，包括PLC控制器、顯示器、兩個壓力傳感器、馬達(dá)變量電磁閥以及檔位開關(guān)； 所述兩個壓力傳感器分別與馬達(dá)的兩個工作油口相連，將壓力信號轉(zhuǎn)換為電流信號或電壓信號傳送給PLC控制器； 所述PLC控制器將采集到的兩組電流信號或電壓信號轉(zhuǎn)換為壓力值并計(jì)算油口的壓力差; 所述檔位開關(guān)與PLC控制器相連，將檔位信息傳入PLC控制器； 所述馬達(dá)變量電磁閥與PLC控制器相連，馬達(dá)變量電磁閥安裝在馬達(dá)上，PLC控制器根據(jù)檔位信息對馬達(dá)變量電磁閥進(jìn)行控制，使馬達(dá)變量； 所述顯示器與PLC控制器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水平定向鉆機(jī)扭矩和推拉力數(shù)值顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述馬達(dá)及所述馬達(dá)變量電磁閥設(shè)置有多組，通過并聯(lián)方式組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水平定向鉆機(jī)扭矩和推拉力數(shù)值顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述檔位開關(guān)有多個檔位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水平定向鉆機(jī)扭矩和推拉力數(shù)值顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述PLC控制器通過C A N總線與顯示器相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的水平定向鉆機(jī)扭矩和推拉力數(shù)值顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述馬達(dá)安裝在減速機(jī)上，通過與減速機(jī)連接的輸出齒輪實(shí)現(xiàn)功率輸出。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種水平定向鉆機(jī)扭矩和推拉力數(shù)值顯示系統(tǒng)，包括PLC控制器、顯示器、壓力傳感器、馬達(dá)變量電磁閥及檔位開關(guān)；兩個壓力傳感器分別與馬達(dá)的兩個工作油口相連，將壓力信號轉(zhuǎn)換為電流信號或電壓信號傳送給PLC控制器；PLC控制器將采集到的兩組電流信號或電壓信號轉(zhuǎn)換為壓力值并計(jì)算油口的壓力差；檔位開關(guān)與PLC控制器相連，馬達(dá)變量電磁閥與PLC控制器相連，PLC控制器根據(jù)檔位信息對馬達(dá)變量電磁閥進(jìn)行控制；顯示器與PLC控制器相連。此系統(tǒng)根據(jù)液壓系統(tǒng)的壓力和旋轉(zhuǎn)或推拉的檔位，自動計(jì)算扭矩及推拉力并數(shù)字化顯示，操作者不必根據(jù)液壓系統(tǒng)的壓力和馬達(dá)的是否變量來判斷鉆機(jī)輸出的扭矩及推拉力。
【IPC分類】E21B44-00
【公開號】CN104863564
【申請?zhí)枴緾N201510045057
【發(fā)明人】李根營, 張忠海, 呂偉祥, 韓立華, 盧金龍, 楊松竹, 羅青剛
【申請人】徐州徐工基礎(chǔ)工程機(jī)械有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年1月29日