CN105332967B - 一种凿岩钻机的自适应阀组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种凿岩钻机的自适应阀组，包括第一顺序阀、第一液控换向阀、梭阀等部件。本阀组结构简单，可靠性高，既保护了凿岩机和钎具，又提高了成孔效率。
Description
技术领域
本发明涉及工程机械领域，具体为一种凿岩钻机的自适应阀组。
背景技术
全液压露天凿岩钻机是用于岩石开挖、石料开采等使用的钻孔工程设备。由于岩石的种类多样，地层情况复杂，导致在钻孔时钻头所受的旋转阻力可能会突然增大受卡。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。
最初的潜孔冲击钻都采用气动旋转马达，扭矩小，不能有效破岩，钻速低，完全不具备防卡功能，现在已被淘汰。后来国内市场上发展的潜孔钻机和顶锤式凿岩钻机都已经改用大扭矩的液压马达来实施旋转功能。其中，有的防卡系统通过复杂的先导反馈系统实现，要么设计复杂，反应速度较慢，防卡效果不好，要么则由于响应上提速度过快，回位较慢，严重影响成孔效果。有的采用微电脑控制，虽然反应速度快，但是可靠性较差，在严苛的现场环境下，线路及部件容易出现问题，若不能及时维修更换，会对用户造成重大损失。
发明内容
本发明的目的在于提供一种凿岩钻机的自适应阀组，其结构简单、可靠性高，能够有效提高成孔效率。
本发明所述的凿岩钻机的自适应阀组，包括：第一顺序阀，其进油口与本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，其进油口与本阀组的进给压力油口连通，其回油口与阀组的回油口连通，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，其进油口与阀组的推进先导油口连通，其出油口与第一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，其第二进油口与该阀组的上提先导油口连通，所述梭阀的出油口与第一液控换向阀的另一液控口连通；还包括第二顺序阀，其进油口与旋转压力信号油口连通，其出油口与梭阀的第一进油口连通，所述第二顺序阀的设定压力大于第一顺序阀的设定压力，当所述旋转压力信号油口的压力超过第二顺序阀的设定压力时，第二顺序阀换向使其进油口和出油口导通。
优选的，还包括手动开关阀，所述旋转压力信号油口的压力油经该手动开关阀后流入阀组部件。
优选的，还包括第一溢流阀，该第一溢流阀的进油口与阀组的进给压力油口连通，其出油口与阀组的回油口连通。
优选的，还包括第三液控换向阀和第二溢流阀，所述第三液控换向阀的进油口与阀组的冲击压力油口连通，其出油口与第二溢流阀的进油口连通，该第三液控换向阀的液控口与阀组的推进油口相连，所述第二溢流阀的出油口与阀组的回油口连通。
优选的，还包括第三顺序阀，其进油口与阀组的推进油口连通，其出油口与所述第三液控换向阀的液控口连通，当所述推进油口的压力超过第三顺序阀的设定压力时，第三顺序阀换向使其进油口和出油口导通。
优选的，在所述第一顺序阀的出油口与梭阀的第一进油口间的油路上设有阻尼孔。
优选的，在所述第二顺序阀的回油口后设有阻尼孔。
优选的，还包括第三溢流阀，该第三溢流阀的进油口与阀组的冲击压力油口连通，其出油口与阀组的回油口连通。
优选的，还包括第四溢流阀，该第四溢流阀的进油口与阀组的推进油口连通，其出油口与阀组的回油口连通。
本发明在实现防卡钎自动控制的同时降低了冲击压力，保护了凿岩机及钎具，有效降低了用户的使用成本。并且通过两级顺序阀和相应阻尼孔设置，改善了上提响应控制特性，减少了上提复位至重新工作的时间，提高了钻孔效率。
附图说明
图1是本发明的液压原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细阐述，以下实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
如图1所示的凿岩钻机的自适应阀组，其中，所述手动开关阀1的进油口与旋转压力信号油口K连通，压力油由阀组的旋转压力信号油口K进入，经过该手动开关阀1后再流入阀组的第一顺序阀2和第二顺序阀3。本发明的防卡功能可通过该手动开关阀1关闭。关闭后，旋转压力的最大值限定为系统设定的最大压力。
所述第一顺序阀2的进油口与手动开关阀1的出油口连通，其回油口与阀组的泄油口L连通，该第一顺序阀2的出油口一路与第二液控换向阀11的液控口连通，另一路经第一过滤器5和第一阻尼孔6后与梭阀4的第一进油口连通。当所述旋转压力信号油口K的压力超过第一顺序阀2的设定压力时，先导压力油作用在其液控端，驱动第一顺序阀换向使其进油口和出油口导通。
所述第二顺序阀3的进油口与手动开关阀1的出油口连通，其出油口经第二过滤器7后与梭阀4的第一进油口连通，该第二顺序阀的回油口依次经第二阻尼孔8和第三阻尼孔9后与阀组的泄油口L连通。所述第二顺序阀3的设定压力大于第一顺序阀2，当所述旋转压力信号油口的压力超过第二顺序阀的设定压力时，先导压力油作用在其液控端，驱动第二顺序阀换向使其进油口和出油口导通。
所述梭阀4的第二进油口与阀组的上提先导油口X2连通，其出油口与第一液控换向阀10的上提液控口连通。
所述第二液控换向阀11的进油口与阀组的推进先导油口X1连通，其回油口与阀组的泄油口L连通，其出油口与第一液控换向阀10的推进液控口连通。
所述第一液控换向阀10的进油口与本阀组的进给压力油口P连通，其回油口与阀组的回油口T连通，该第一液控换向阀的两工作油口分别与阀组的推进油口A1和上提油口B1对应连通。压力油由所述阀组的推进油口A1或上提油口B1引出，用于凿岩机的进给动作（即向下推进和向上上提动作）。
所述第一溢流阀12的进油口与阀组的进给压力油口P连通，其出油口与阀组的回油口T连通。
所述第四溢流阀14的进油口与阀组的推进油口A1连通，其出油口与阀组的回油口T连通。
所述第三顺序阀13的进油口与阀组的推进油口A1连通，其出油口与所述第三液控换向阀15的液控口连通，其回油口与阀组的泄油口L连通。当所述推进油口A1的压力超过第三顺序阀的设定压力时，先导压力油作用在其液控端，驱动第三顺序阀换向使其进油口和出油口导通。
所述第三液控换向阀15的进油口与阀组的冲击压力油口C连通，其出油口与第二溢流阀16的进油口连通，所述第二溢流阀16的出油口与阀组的回油口T连通。
所述第三溢流阀17的进油口与阀组的冲击压力油口C连通，其出油口与阀组的回油口T连通。
上述阀组的工作原理为：
在正常凿岩时，压力油由进给压力油口P进入。此时，推进先导信号油由推进先导油口X1进入，经过第二液控换向阀11推动第一液控换向阀10换向，压力油由推进油口A1引出进入推进马达，从上提油口B1回油。同时，受推进压力控制的第三顺序阀13换位，压力油作用在第三液控换向阀15的液控口上，第三液控换向阀换向，使其进出油口截断，此时冲击压力由第三溢流阀17调定，从而实现冲击压力油口C的较高压力。
当钎具遇到一定程度的卡阻时，旋转压力信号油口K的正向回转压力超过第一顺序阀2并小于第二顺序阀3的设定压力，所述第一顺序阀的进出油口导通，压力油到达第二液控换向阀11的液控端，推动第二液控换向阀换向，使其进油口截止，第一液控换向阀10的推进液控端经第二液控换向阀通阀组泄油口L。这时第一液控换向阀10回到中位，进给凿岩动作停止，由于此时旋转动作一直在进行，但压在岩石上的力变为零，使得旋转阻力变小。并且由于进给停止导致推进压力降低至零，故受推进压力控制的第三顺序阀13回位，使第三液控换向阀15的液控端通阀组的泄油口L，第三液控换向阀15导通，从冲击压力油口C来的冲击压力油连通第二溢流阀16泄压，从而实现较低的冲击压力，保护凿岩机和钎具。如果旋转压力此时降低到小于第一顺序阀2的设定值时，该第一顺序阀回位，则重新开始下压推进凿岩。另外，在前面所描述的旋转压力使第一顺序阀动作，下压动作停止的同时，第一顺序阀2引出的另一路压力油经第一过滤器5、第一阻尼孔6和梭阀4引到第一液控换向阀10的上提液控端，并且经第一阻尼孔的液压油在引到第一液控换向阀的上提液控端的同时，还通过第二顺序阀3的回油口、第二和第三阻尼孔引到泄油口L，从而使得引至上提液控端的压力上升速度减慢。可见，在阻尼孔的作用下，凿岩机上提相应速度较慢。在上提过程中，旋转压力得到进一步降低，当低于第一顺序阀2的设定值时，则重新开始下压凿岩，恢复正常凿岩状态。故由于凿岩机上提较少或者不上提，就消除了卡钎危险，又很快恢复至正常凿岩状态，提高了凿岩效率。
当钎具遇到特别卡的情况时，旋转压力突然升高，高于第一顺序阀2和第二顺序阀3的设定值，此时第一和第二顺序阀同时动作，一方面使第一液控换向阀10的推进液控端泄压，另一方面所述第二顺序阀3的进出油口导通，液压油经第二顺序阀和梭阀迅速作用在第一液控换向阀10的上提液控端上，使得第一液控换向阀换向，在先导控制仍为下压凿岩时，快速自动上提，从而使旋转压力迅速下降。同理，在上提时由于推进油路的压力为零，使冲击油路连通第二溢流阀16，凿岩机以较低冲击压力工作，起到保护作用。
Claims (9)
1.一种凿岩钻机的自适应阀组，其特征在于，包括：
第一顺序阀，其进油口与本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，其进油口与本阀组的进给压力油口连通，其回油口与阀组的回油口连通，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，其进油口与阀组的推进先导油口连通，其出油口与第一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，其第二进油口与该阀组的上提先导油口连通，所述梭阀的出油口与第一液控换向阀的另一液控口连通；包括第二顺序阀，其进油口与旋转压力信号油口连通，其出油口与梭阀的第一进油口连通，所述第二顺序阀的设定压力大于第一顺序阀的设定压力，当所述旋转压力信号油口的压力超过第二顺序阀的设定压力时，第二顺序阀换向使其进油口和出油口导通。
2.根据权利要求1所述的凿岩钻机的自适应阀组，其特征在于：包括手动开关阀，所述旋转压力信号油口的压力油经该手动开关阀后流入阀组部件。
3.根据权利要求1所述的凿岩钻机的自适应阀组，其特征在于：包括第一溢流阀，该第一溢流阀的进油口与阀组的进给压力油口连通，其出油口与阀组的回油口连通。
4.根据权利要求1所述的凿岩钻机的自适应阀组，其特征在于：包括第三液控换向阀和第二溢流阀，
所述第三液控换向阀的进油口与阀组的冲击压力油口连通，其出油口与第二溢流阀的进油口连通，该第三液控换向阀的液控口与阀组的推进油口相连，所述第二溢流阀的出油口与阀组的回油口连通。
5.根据权利要求4所述的凿岩钻机的自适应阀组，其特征在于：包括第三顺序阀，其进油口与阀组的推进油口连通，其出油口与所述第三液控换向阀的液控口连通，当所述推进油口的压力超过第三顺序阀的设定压力时，第三顺序阀换向使其进油口和出油口导通。
6.根据权利要求1所述的凿岩钻机的自适应阀组，其特征在于：在所述第一顺序阀的出油口与梭阀的第一进油口间的油路上设有阻尼孔。
7.根据权利要求1所述的凿岩钻机的自适应阀组，其特征在于：在所述第二顺序阀的回油口后设有阻尼孔。
8.根据权利要求1所述的凿岩钻机的自适应阀组，其特征在于：包括第三溢流阀，该第三溢流阀的进油口与阀组的冲击压力油口连通，其出油口与阀组的回油口连通。
9.根据权利要求1所述的凿岩钻机的自适应阀组，其特征在于：包括第四溢流阀，该第四溢流阀的进油口与阀组的推进油口连通，其出油口与阀组的回油口连通。
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