一种主卷扬与钻杆自动匹配的控制系统及旋挖钻机技术方案

本发明专利技术公开了一种主卷扬与钻杆自动匹配的控制系统及旋挖钻机，该控制系统包括：依次连接的齿轮泵、溢流阀、过滤器、启动电磁阀、操作机构、电磁阀组、主阀组、平衡阀和主卷扬马达，操作机构的输出端包括上升控制油路和下降控制油路，电磁阀组包括第一电磁阀和第二电磁阀，上升控制油路连接至第一电磁阀，下降控制油路连接至第二电磁阀；控制系统还包括：第一压力传感器、第二压力传感器、深度检测机构、电比例电磁阀和控制模块，控制模块配置为：基于来自第一压力传感器、第二压力传感器和深度检测机构的感测信号，控制电比例电磁阀对主卷扬马达输出电信号。由此，可以让马达的排量、提升力和速度与当前的状态相适配，以便于充分利用能效。能效。能效。

【技术实现步骤摘要】
一种主卷扬与钻杆自动匹配的控制系统及旋挖钻机


[0001]本专利技术涉及工程机械
，尤其涉及一种主卷扬与钻杆自动匹配的控制系统及旋挖钻机。

技术介绍

[0002]旋挖钻机是一种用于桩基础工程中成孔作业的现代机电液一体化大型机械设备，作业循环性强。图1和图2示出了现有的一种履带式旋挖钻机，该旋挖钻机包括主机身和设置在主机身上的主卷扬06和桅杆04。其中，主机身包括履带底盘、回转平台、驾驶室、配重和变幅机构等，桅杆04设置在旋挖钻机的前端，桅杆04上还设有吊锚架05、钻杆02、动力头03和钻斗01。其中，主卷扬的工作原理为：主卷扬06通过吊锚架05与钻杆02连接，主卷扬06在进行上升、下放动作时可以带动钻杆02上下移动，钻杆02与钻斗01通过销轴连接。动力头03连接至桅杆04，并且可以沿着桅杆04上下移动，桅杆04对动力头03能够起到支撑的作用。动力头03还可以驱动钻杆02旋转，钻杆02进而带动钻斗01旋转，以实现对地质的钻进，同时动力头03还能够上下移动，从而可以对钻杆02施加向下的压力，增加钻进效果。
[0003]在该现有技术中，钻杆02可以伸缩，如图1所示，钻杆02与动力头03的上表面未接触，此时，钻孔深度小于总钻深的1/4(按四节钻杆)，主卷扬06的钢丝绳承受的是钻杆02的重量。然而，随着钻孔深度的增加，当钻杆02与动力头03的上表面接触时，说明第一节钻杆已下放完毕，此时，主卷扬06的钢丝绳承受的是钻杆02去除第一节杆的总重量。之后，随着钻孔深度的进一步增加，钻杆依次下放第一节、第二节、第三节、第四节，主卷扬06的钢丝绳承受的重量逐渐减少，但是，主卷扬06的钢丝绳在提升钻杆02的过程中承受的重量却是逐渐增加。
[0004]图3为现有的一种旋挖钻机的控制系统，在该系统中，齿轮泵2通过溢流阀3将先导油的压力降低至3.5Mpa后，先导油经过滤器4过滤，之后到达启动电磁阀5，其中，蓄能器1能够起到补油的作用，启动电磁阀5包括一个二位四通电磁阀YA1，当该二位四通电磁阀YA1得电后，先导油可以流至操纵机构6处，操纵机构6再根据工作人员的操作信号将先导油传递至电磁阀组7，电磁阀组7包括第一电磁阀YA2和第二电磁阀YA3。
[0005]其中，当第一电磁阀YA2得电时，先导油能够进入主阀8中，并可以打开上升先导油路，此时，主阀8上的高压油经平衡阀9流至主卷扬马达10处，从而带动主卷扬马达10驱动，以实现主卷扬的提升动作。而且，在提升动作时，操作机构6上的先导油与主卷扬马达10的G口接通，此时马达的排量最大。
[0006]当第二电磁阀YA3得电时，先导油能够进入主阀8中，并可以打开下放先导油路，此时，主阀8上的高压油经平衡阀9流至主卷扬马达10处，带动主卷扬马达10驱动，以实现主卷扬的下放动作。而且，在下放动作时，操作机构6上的先导油与主卷扬马达10的X口接通，此时马达的排量最小。
[0007]然而，在此种控制系统中，主卷扬马达10上升时的排量最大，提升力最大，下放时的排量最小，下放速度最快，在整个过程中并没有考虑到钻杆随钻孔的深度变化。在实际
中，伸缩出去的钻杆节数变化后，从最深孔处再提到地面的过程中，主卷扬钢绳的提升力是逐渐增加的，可是在当前控制系统的控制方式下没考虑到实际所需提升力的变化，导致排量最大时，提升力最大，速度最慢，造成效率低下，浪费能源。

技术实现思路

[0008]为解决上述现有技术中存在的部分或全部技术问题，本专利技术提供一种主卷扬与钻杆自动匹配的控制系统及旋挖钻机。
[0009]本专利技术的技术方案如下：
[0010]根据本专利技术的第一方面，提供了一种主卷扬与钻杆自动匹配的控制系统，包括：齿轮泵、溢流阀、过滤器、启动电磁阀、操作机构、电磁阀组、主阀组、平衡阀和主卷扬马达，所述齿轮泵、所述溢流阀、所述过滤器、所述启动电磁阀、所述操作机构、所述电磁阀组、所述主阀组、所述平衡阀和所述主卷扬马达依次连接，其中，所述操作机构的输出端包括上升控制油路和下降控制油路，所述电磁阀组包括第一电磁阀和第二电磁阀，所述上升控制油路连接至所述第一电磁阀，所述下降控制油路连接至所述第二电磁阀；
[0011]所述控制系统还包括：第一压力传感器、第二压力传感器、深度检测机构、电比例电磁阀和控制模块，所述第一压力传感器设置在所述第一电磁阀连接所述上升控制油路的进油口处，所述第二压力传感器设置在所述第二电磁阀连接所述下降控制油路的进油口处，所述深度检测机构设置在所述钻杆上，所述电比例电磁阀连接至所述主卷扬马达，所述第一压力传感器、所述第二压力传感器、所述深度检测机构和所述电比例电磁阀均与所述控制模块连接；
[0012]所述控制模块配置为：基于来自所述第一压力传感器、所述第二压力传感器和所述深度检测机构的感测信号，控制所述电比例电磁阀对所述主卷扬马达输出电信号。
[0013]可选地，所述控制模块配置为：当检测到所述主卷扬马达需要执行下放动作时，控制所述电比例电磁阀对所述主卷扬马达输出电信号，以使得所述主卷扬马达工作。
[0014]可选地，所述控制模块配置为：当检测到所述主卷扬马达需要执行提升动作时，判断所述钻杆的深度，并根据所述钻杆的深度，控制所述电比例电磁阀对所述主卷扬马达输出电信号，以使得所述主卷扬马达工作。
[0015]可选地，还包括：蓄能器，所述蓄能器连接至所述启动电磁阀的进油口处，所述蓄能器用于对所述启动电磁阀的进油进行补油。
[0016]根据本专利技术的第二方面，提供了一种旋挖钻机，所述旋挖钻机包括根据本专利技术的第一方面中任意一项所述的主卷扬与钻杆自动匹配的控制系统。
[0017]本专利技术技术方案的主要优点如下：
[0018]在本专利技术中的主卷扬与钻杆自动匹配的控制系统中，通过设置压力传感器、深度检测机构和电比例电磁阀，在判断主卷扬机是提升还是下放状态的同时，结合深度检测机构检测到的钻孔深度，可以借助电比例电磁阀对主卷扬机的马达输入不同的电流值，以使得马达的排量、提升力以及速度与当前的状态相适配，以便于充分利用能效。
附图说明
[0019]此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本专利技术的一部
分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0020]图1为现有的一种旋挖钻机的结构示意图；
[0021]图2为图1中所示的旋挖钻机又一种状态的结构示意图；
[0022]图3为现有的一种主卷扬与钻杆自动匹配的控制系统的原理图；
[0023]图4为根据本专利技术的一个实施方式中的主卷扬与钻杆自动匹配的控制系统的原理图；
[0024]图5为根据本专利技术的一个实施方式中的主卷扬与钻杆自动匹配的控制系统的控制流程图。
[0025]附图标记说明：
[0026]01：钻斗；02：钻杆；03：动力头；04：桅杆；05：吊锚架；06：主卷扬；
[0027]1：蓄能器；2：齿轮泵；3：溢流阀；4：过滤器；5：启动电磁阀；6、操作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种主卷扬与钻杆自动匹配的控制系统，其特征在于，包括：齿轮泵、溢流阀、过滤器、启动电磁阀、操作机构、电磁阀组、主阀组、平衡阀和主卷扬马达，所述齿轮泵、所述溢流阀、所述过滤器、所述启动电磁阀、所述操作机构、所述电磁阀组、所述主阀组、所述平衡阀和所述主卷扬马达依次连接，其中，所述操作机构的输出端包括上升控制油路和下降控制油路，所述电磁阀组包括第一电磁阀和第二电磁阀，所述上升控制油路连接至所述第一电磁阀，所述下降控制油路连接至所述第二电磁阀；所述控制系统还包括：第一压力传感器、第二压力传感器、深度检测机构、电比例电磁阀和控制模块，所述第一压力传感器设置在所述第一电磁阀连接所述上升控制油路的进油口处，所述第二压力传感器设置在所述第二电磁阀连接所述下降控制油路的进油口处，所述深度检测机构设置在所述钻杆上，所述电比例电磁阀连接至所述主卷扬马达，所述第一压力传感器、所述第二压力传感器、所述深度检测机构和所述电比例电磁阀均与所述控制模块连接；所述控制模块配置为...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡文江，陈晓敏，尹满义，臧树林，
申请(专利权)人：太重集团上海装备技术有限公司，
类型：发明
国别省市：