一种顶锤钻机的防空打液压系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种顶锤钻机的防空打液压系统及其控制方法，属于工程钻机液压系统领域。该液压系统中溢流阀Ⅰ的进油口接凿岩机的压力油口，其出油口接油箱；梭阀的两个进油口分别连接推进马达的进油口和出油口，其出油口连接二位三通液控换向阀Ⅰ的液控口；二位三通液控换向阀Ⅰ的进口油接推进马达的回转压力油，其回油口接油箱，其出油口接二位三通液控换向阀Ⅱ的液控口；二位三通液控换向阀Ⅱ的进油口接溢流阀Ⅰ的控制油口，其的回油口接油箱，其出油口接溢流阀Ⅱ的进油口，溢流阀Ⅱ的出油口接油箱。本发明专利技术通过感应钻头的推进马达工作时回转压力，以控制凿岩机冲击压力和推进马达转速，降低冲击力和推进速度，适用于空洞或松软砂石工况。

【技术实现步骤摘要】
一种顶锤钻机的防空打液压系统及其控制方法
本专利技术属于工程钻机液压系统领域，更具体地说，涉及一种顶锤钻机的防空打液压系统及其控制方法。
技术介绍
全液压顶锤式钻机在矿山、铁路、公路、水电、煤炭和建筑等工程施工中是不可缺少的主要施工设备之一。全液压顶锤式钻机在国际上已广泛使用而且也是中国新型钻机发展的主要方向。对于矿山等山石地带，由于岩石的种类多样，地层情况复杂，不同深度的软硬程度不同，还往往夹杂空洞层，很容易导致在钻孔时钻头所受的旋转阻力可能会突然增大，受卡，或者遇到空洞或松软的砂石时，阻力聚然减小，出现钻头空打现象。对于钻头卡阻情况，如果凿岩系统不能及时处理突发的钻头受卡情况，将造成旋转马达超过所能承受范围，导致钻头连带钻杆、连接套等钻具受卡，使得用户承受较大的经济损失，并严重影响成孔效率；而钻头空打情况则会造成凿岩机空打，连接套发热，加速钻具损耗，钻孔发生偏斜。现有的钻机液压控制系统，没有较好的预防卡钻发生的功能，在卡钻后无法将钻头和钻杆拔出；也没有很好的应对遇到空洞或松软的砂石时顺利打钻的功能，这是亟待解决的问题。为克服卡钻现象，现有的解决方案一般有两种：一是钻机机手提高注意力，发现异常时及时提钻，这就加大了机手的工作强度和工作难度。另一种做法是安装一个电气液压保护装置，当扭矩增大到一定数值时，推进马达反转。但由于钻机工作现场恶劣，震动大、灰尘多，电气元件间的滞环加大，反应不灵敏，因而效果不甚理想。例如中国技术专利(CN201241688Y)公开了一种液压回转钻机防卡钻装置，通过在回转马达的进油口端的管路中增设一压力传感器，在进给油缸和手动换向阀之间的回路中增设一电磁换向阀，当回转马达的进油口压力出现异常时，装置会自动处理孔内复杂情况，从而防止卡钻事故的发生。但是，由于工程钻机的工作现场环境恶劣，震动大、灰尘多，电气元件间的滞环加大，反应灵敏性较差，更重要的是它并没有考虑到钻头空打的情况。现有技术中也有其它方案，能够适应更复杂工况，力求解决卡钻问题，例如中国专利申请号为：201510912682.8，公开日为：2016年2月24日的专利文献，公开了一种全液压露天凿岩钻机的防卡钎控制阀组，其包括第一顺序阀，其进油口与本控制阀组的旋转压力信号油口连通，当所述旋转压力信号油口的压力超过第一顺序阀的设定压力时，第一顺序阀换向使其进油口和出油口导通；第一液控换向阀，其进油口与本控制阀组的进给压力油口连通，其回油口与控制阀组的回油口连通，该第一液控换向阀的两工作油口分别与控制阀组的推进油口和上提油口连通；第二液控换向阀，其进油口与控制阀组的推进先导油口连通，其出袖口与第二液控换向阀的一液控口连通，该第二液控换向阀的液控口与所述第一顺序阀的出油口连通；梭阀，其第一进油口与第一顺序阀的出油口连通，其第二进油口与该控制阀组的上提先导油口连通，所述梭阀的出油口与第二液控换向阀的另一液控口连通；推进压力控制阀和第二溢流阀，推进压力控制阀的进油口与控制阀组的推进油口相连，该推进压力控制阀的液控端与控制阀组的旋转压力信号油口连通，推进压力控制阀的出油口与第一溢流阀的进油口连通，当所述旋转压力信号油口的压力超过该推进压力控制阀的设定压力时，所述推进压力控制阀动作使其进出油口导通，当旋转压力信号油口压力低于选定比率负荷值时，油口关闭。该方案的阀组在防止卡钳的同时降低了冲击压力，根据不同压力等级调控卡钎情况，提高凿岩效率，但是其结构非常复杂，使用较多液压元件，生产和使用成本较高，且累积误差较大，控制精度较低，元器件损坏、漏油等故障更易发生。
技术实现思路
1、要解决的问题本专利技术提供一种顶锤钻机的防空打液压系统，其目的在于解决现有顶锤钻机不能较好解决空洞或松软的砂石等工况工作时，钻头空打的问题。该液压系统通过感应钻头的推进马达工作时回转压力，以控制凿岩机冲击压力，降低冲击力；同时，降低推进马达转速，即降低推进速度，更好地适用空洞或松软砂石工况的掘进工作。本专利技术还提供了上述液压系统的控制方法，能够根据工况条件，自动调节钻孔压力和速度，适应空洞或松软砂石工况的掘进工作，保证设备持久高效运行。另外，本专利技术还对顶锤钻机的防空打液压系统进行优化设计，能够有效防止卡钻现象的发生，其结构简单、可靠性高，有效提高钻孔效率。2、技术方案为解决上述问题，本专利技术采用如下的技术方案。一种顶锤钻机的防空打液压系统，包括梭阀、二位三通液控换向阀Ⅰ、二位三通液控换向阀Ⅱ、溢流阀Ⅰ和溢流阀Ⅱ；所述溢流阀Ⅰ的进油口接凿岩机的压力油口，溢流阀Ⅰ的出油口接油箱；所述梭阀的两个进油口分别连接推进马达的进油口和出油口，梭阀的出油口连接二位三通液控换向阀Ⅰ的液控口；所述二位三通液控换向阀Ⅰ的进口油接推进马达的回转压力油，二位三通液控换向阀Ⅰ的回油口接油箱，二位三通液控换向阀Ⅰ的出油口接二位三通液控换向阀Ⅱ的液控口；所述二位三通液控换向阀Ⅱ的进油口接溢流阀Ⅰ的控制油口，二位三通液控换向阀Ⅱ的回油口接油箱，二位三通液控换向阀Ⅱ的出油口接溢流阀Ⅱ的进油口，溢流阀Ⅱ的出油口接油箱。作为进一步改进，所述溢流阀Ⅰ的溢流压力高于溢流阀Ⅱ的溢流压力。作为进一步改进，还包括二位三通液控换向阀Ⅲ、节流阀Ⅰ和节流阀Ⅱ；所述二位三通液控换向阀Ⅲ的液控口接二位三通液控换向阀Ⅱ的出油口，二位三通液控换向阀Ⅲ的进油口接油泵，二位三通液控换向阀Ⅲ的两个出油口分别接节流阀Ⅰ的进油口和节流阀Ⅱ的进油口，节流阀Ⅰ和节流阀Ⅱ的出油口均为推进马达提供压力油。作为进一步改进，所述节流阀Ⅰ和节流阀Ⅱ的出油口均连接优先阀的同一进油口，优先阀的第一出油口为推进马达提供压力油；所述油泵的出油口经优先阀连接凿岩机的压力油口。作为进一步改进，所述优先阀的第一出油口通过三位四通换向阀连接推进马达；优先阀的第一出油口连接溢流阀Ⅲ的进油口，溢流阀Ⅲ的出油口接油箱。作为进一步改进，所述优先阀的第一出油口接三位四通换向阀的P口，三位四通换向阀的T口接油箱，三位四通换向阀的A口和B口分别接推进马达的进出油口。一种顶锤钻机的防空打液压系统的控制方法，其步骤为：遇到空洞或松软介质时，推进马达进油压力减小，经梭阀流入二位三通液控换向阀Ⅰ的油压降低，二位三通液控换向阀Ⅰ换向，二位三通液控换向阀Ⅰ的进油口和出油口接通，推进马达的回转压力油经二位三通液控换向阀Ⅰ进入二位三通液控换向阀Ⅱ的液控口，二位三通液控换向阀Ⅱ换向，二位三通液控换向阀Ⅱ的进油口和出油口接通，凿岩机的工作压力由溢流阀Ⅰ切换为溢流阀Ⅱ的溢流压力，冲击力降低。作为进一步改进，所述溢流阀Ⅱ的进油进入驱动液控换向阀Ⅲ的液控口，驱动液控换向阀Ⅲ换向，节流阀Ⅰ和节流阀Ⅱ切换工作，降低进入推进马达的液压油流量，推进马达转速降低。作为进一步改进，所述液压系统中三位四通换向阀的A口和B口分别接二位四通液控换向阀的P口和T口，二位四通液控换向阀的两个出油口分别接推进马达的进出油口，二位四通液控换向阀的液控口连接顺序阀的出油口；所述顺序阀的进油口接推进马达的回转压力油，顺序阀的回油口连接油箱；当遇到卡阻工况时，推进马达的回转压力升高，顺序阀开启，回转压力油经顺序阀进入二位四通液控换向阀的液控口，二位四通液控换向阀换向，推进马达由推进状态切换为提升状态。作为进一步改进，所述溢流阀Ⅰ的溢流设定压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种顶锤钻机的防空打液压系统，包括溢流阀Ⅰ(4)，溢流阀Ⅰ(4)的进油口接凿岩机的压力油口，溢流阀Ⅰ(4)的出油口接油箱，其特征在于：还包括梭阀(1)、二位三通液控换向阀Ⅰ(2)、二位三通液控换向阀Ⅱ(3)和溢流阀Ⅱ(5)；所述梭阀(1)的两个进油口分别连接推进马达的进油口和出油口，梭阀(1)的出油口连接二位三通液控换向阀Ⅰ(2)的液控口；所述二位三通液控换向阀Ⅰ(2)的进口油接推进马达的回转压力油，二位三通液控换向阀Ⅰ(2)的回油口接油箱，二位三通液控换向阀Ⅰ(2)的出油口接二位三通液控换向阀Ⅱ(3)的液控口；所述二位三通液控换向阀Ⅱ(3)的进油口接溢流阀Ⅰ(4)的控制油口，二位三通液控换向阀Ⅱ(3)的回油口接油箱，二位三通液控换向阀Ⅱ(3)的出油口接溢流阀Ⅱ(5)的进油口，溢流阀Ⅱ(5)的出油口接油箱。

【技术特征摘要】
1.一种顶锤钻机的防空打液压系统，包括溢流阀Ⅰ(4)，溢流阀Ⅰ(4)的进油口接凿岩机的压力油口，溢流阀Ⅰ(4)的出油口接油箱，其特征在于：还包括梭阀(1)、二位三通液控换向阀Ⅰ(2)、二位三通液控换向阀Ⅱ(3)和溢流阀Ⅱ(5)；所述梭阀(1)的两个进油口分别连接推进马达的进油口和出油口，梭阀(1)的出油口连接二位三通液控换向阀Ⅰ(2)的液控口；所述二位三通液控换向阀Ⅰ(2)的进口油接推进马达的回转压力油，二位三通液控换向阀Ⅰ(2)的回油口接油箱，二位三通液控换向阀Ⅰ(2)的出油口接二位三通液控换向阀Ⅱ(3)的液控口；所述二位三通液控换向阀Ⅱ(3)的进油口接溢流阀Ⅰ(4)的控制油口，二位三通液控换向阀Ⅱ(3)的回油口接油箱，二位三通液控换向阀Ⅱ(3)的出油口接溢流阀Ⅱ(5)的进油口，溢流阀Ⅱ(5)的出油口接油箱。2.根据权利要求1所述的一种顶锤钻机的防空打液压系统，其特征在于：所述溢流阀Ⅰ(4)的溢流压力高于溢流阀Ⅱ(5)的溢流压力。3.根据权利要求1所述的一种顶锤钻机的防空打液压系统，其特征在于：还包括二位三通液控换向阀Ⅲ(6)、节流阀Ⅰ(7)和节流阀Ⅱ(8)；所述二位三通液控换向阀Ⅲ(6)的液控口接二位三通液控换向阀Ⅱ(3)的出油口，二位三通液控换向阀Ⅲ(6)的进油口接油泵，二位三通液控换向阀Ⅲ(6)的两个出油口分别接节流阀Ⅰ(7)的进油口和节流阀Ⅱ(8)的进油口，节流阀Ⅰ(7)和节流阀Ⅱ(8)的出油口均为推进马达提供压力油。4.根据权利要求3所述的一种顶锤钻机的防空打液压系统，其特征在于：所述节流阀Ⅰ(7)和节流阀Ⅱ(8)的出油口均连接优先阀(9)的同一进油口，优先阀(9)的第一出油口为推进马达提供压力油；所述油泵的出油口经优先阀(9)连接凿岩机的压力油口。5.根据权利要求4所述的一种顶锤钻机的防空打液压系统，其特征在于：所述优先阀(9)的第一出油口通过三位四通换向阀(12)连接推进马达；优先阀(9)的第一出油口连接溢流阀Ⅲ(13)的进油口，溢流阀Ⅲ(13)的出油口接油箱。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛凯，张红光，叶涛，
申请(专利权)人：马鞍山唐拓凿岩机械有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34