一种旋挖钻机的两级调压系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种旋挖钻机的两级调压系统，包括动力单元、信号发生单元、主溢流阀、控制单元、负载，动力单元与主溢流阀相连接，主溢流阀与控制单元相连接，控制单元分别与负载、信号发生单元相连接。本实用新型专利技术通过两级调压系统实现一级压力为稳定压力以及二级压力为低频波形压力，从而使得旋挖钻机针对不同硬度的岩石输出不同的载荷力，增加了钻杆、钻具的寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种旋挖钻机的两级调压系统
本技术涉及工程机械技术的旋挖钻机领域，尤其涉及旋挖钻机的加压系统的调压系统。
技术介绍
旋挖钻机是一种用于工程建设项目的大型灌注桩基钻孔设备，现阶段国内外破岩旋挖钻机基本采用的是动静复合加载的形式，使用静载荷附加动能的方式，一般静载荷由旋挖钻机加压缸实现，动能的实现方式大致分为以下三种：利用钻头和钻杆的自重实现动能加载。这种机型在工作时由卷扬装置将钻头和钻杆提到一定高度，使其对着钻孔的方向自由下落，产生动能作用于岩石，实现破岩，此方式不需增加其他装置，因为钻机带有可靠的卷扬装置，故实现起来比较简单。但这种方法对下落的方向和钻具钻杆质量要求较高，落到底部后的冲击造成的钻杆振动较大。利用钻机加压系统实现轴向阶跃加载。旋挖钻机利用加压系统将动能附加到静载上，其中加压系统又包括与动力头相连接的液压缸直接加压和使用卷扬装置加压。两种加压模式的原理都为由开始的加压力P2工作时间t1后，在较短时间t2内增加到较大的压力P1，实现加压-泄压-加压的施加流程。这种阶跃加压形式引起的钻杆产生较大的冲击振动，进而影响钻杆、钻具寿命。钻头附加气动式动能产生装置。冲击器可以稳定输出高频率的脉冲冲击，且气动冲击器已经在钻井工程中得到广泛应用，成都理工大学研究生张化民提出了一种引入气动冲击锤的入岩钻具，这种结构将地面空气压缩机输出的能量由管道引入钻机钻孔，供给气动往复式冲击锤输出冲击振动破岩，包含有冲击锤的短螺旋钻具布有入岩截齿，当冲击锤在坚硬岩石上打出一定程度的破碎孔，而后再进行传统的旋挖钻进继续扩孔、排渣。但此法外置设备较多，成本增加较大。
技术实现思路
针对现有技术所存在的上述不足，本技术的目的在于，提供一种旋挖钻机的两级调压系统，使得旋挖钻机在非硬岩环境中工作时只需要液压缸输出一般稳定的静载压力，在坚硬岩环境中工作时启动低频波形加压模式，使液压缸输出波形载荷。为了实现上述目的，本技术采用如下的技术解决方案：一种旋挖钻机的两级调压系统，包括动力单元、信号发生单元、主溢流阀、控制单元、负载，所述动力单元与主溢流阀相连接，主溢流阀与控制单元相连接，控制单元分别与负载、信号发生单元相连接。进一步地，所述控制单元包括信号端、三位四通电磁换向阀、两位三通电磁换向阀、可控节流阀、第一比较器、第二比较器、压力传感器，所述压力传感器连接在负载端，第一比较器、第二比较器通过信号线与压力传感器传感器相连接、两个比较器的共同结果分别作用于可控节流阀、信号端，三位四通电磁换向阀与两位三通电磁换向阀通过液压回路相连接。进一步地，所述信号端输入的信号为低频正弦波信号。与现有技术相比，本技术的优点如下：本技术通过两级调压系统实现一级压力为稳定压力以及二级压力为低频波形压力，从而使得旋挖钻机针对不同硬度的岩石输出不同的载荷力，增加了钻杆、钻具的寿命。附图说明图1是本技术的整体结构示意图；图2是图1中控制单元的结构示意图；图中各标号含义：1—信号端；2—三位四通电磁换向阀；3—两位三通电磁换向阀；4—可控节流阀：5—第一比较器；6—第二比较器；7—压力传感器；8—动力单元；9—信号发生单元；10—主溢流阀；11—控制单元；12—负载。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步详细说明。具体实施方式实施例1本实施例提供了一种旋挖钻机的两级调压系统，如图1所示，包括动力单元8、信号发生单元9、主溢流阀10、控制单元11、负载12，动力单元8与主溢流阀10相连接，主溢流阀10与控制单元11相连接，控制单元11分别与负载12、信号发生单元9相连接。如图2，所述控制单元11包括信号端1、三位四通电磁换向阀2、两位三通电磁换向阀3、可控节流阀4、第一比较器5、第二比较器6、压力传感器7，压力传感器7连接在负载端，第一比较器5、第二比较器6过信号线与压力传感器传感器7相连接、第一比较器5、第二比较器6的共同结果分别作用于可控节流阀4、信号端1，三位四通电磁换向阀2与两位三通电磁换向阀3通过液压回路相连接。当钻机钻入泥土或低硬度岩石时，钻进相对较容易，此时钻机加压系统输出出正常的静载压力，使动力头稳定下压工作，当钻进硬度较高岩石的时候，钻进压力不断增大，达到波形压力输出条件后，钻机转入低频波形压力输出模式，加速破岩。当钻机钻入泥土或低硬度岩石时，此时液压缸开启加载模式即信号端的值为1，且负载较小，无杆腔的压力经压力传感器7输出数值未达到控制部分中启动压力时，第一比较器5、第二比较器6输出为0，两位三通电磁阀输入信号为0，工作在右位，通过节流阀和三位四通换向阀的右位到达液压缸的无杆腔，推动液压缸动作。可控节流阀4的控制系数为第一比较器5、第二比较器6输出的结果，值为0即阀口闭合，切断波形压力对油路的影响，结果显示油缸无杆腔压力为稳定压力。当钻进硬度较高岩石的时候，钻进压力不断增大,达到波形压力输出条件后,在液压缸加压模式下油缸的无杆腔压力值超过压力开启值且未达到上限保护压力值时，第一比较器5输出为1，第二比较器6输出为0，比较结果为1即可控节流阀值也为1，阀口全开，输入到两位三通电磁换向阀，使其工作在右位的低频正弦油路，输入信号控制溢流阀，进而控制液压缸无杆腔压力呈正弦波形变化。当钻头钻进特别慢或者无法钻进时，油缸压力就会特别大，进而超过上第二比较器6的上限保护压力值。此时，正弦压力输出油路无效，三位四通换向阀油路为工作油路，达到主溢流阀溢流压力时，执行溢流。本实施例中的信号端1的输入为随时间变化的正弦波形信号,有一定的相位偏移。本实施例中的压力值通过压力传感器进行实施检测与第一比较器5、第二比较器6进行比较，具有自动切换的功能。可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本专利技术的原理而采用的示例性实施方式，然而本专利技术并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本专利技术的精神和实质的情况下，可做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋挖钻机的两级调压系统，其特征在于，包括动力单元(8)、信号发生单元(9)、主溢流阀(10)、控制单元(11)、负载(12)，所述动力单元(8)与主溢流阀(10)相连接，主溢流阀(10)与控制单元(11)相连接，控制单元(11)分别与负载(12)、信号发生单元(9)相连接。

【技术特征摘要】
1.一种旋挖钻机的两级调压系统，其特征在于，包括动力单元(8)、信号发生单元(9)、主溢流阀(10)、控制单元(11)、负载(12)，所述动力单元(8)与主溢流阀(10)相连接，主溢流阀(10)与控制单元(11)相连接，控制单元(11)分别与负载(12)、信号发生单元(9)相连接。2.如权利要求1所述的旋挖钻机的两级调压系统，其特征在于，所述控制单元(11)包括信号端(1)、三位四通电磁换向阀(2)、两位三通电磁换向阀(3)、可控节流...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐信芯，王宽，刘波，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：新型
国别省市：陕西,61