專利名稱：一種鑿巖鉆車的自動換釬控制系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及液壓控制領域，具體涉及一種鑿巖鉆車的自動換釬控制系統。
背景技術：
目前高速鉆孔機械在其它發達國家已廣泛用于部隊及各民用領域，我國近兩年在民用方面的應用也越來越廣泛，在交通、能源、礦山、地質災害治理、城市建設等領域，用于開挖隧道、開挖運河、礦山開采、建造地下洞室等工程。鑿巖鉆車在工作過程中需要連續的換釬以達到打孔的深度要求，國內鑿巖鉆車的種類也有很多，但在換釬這個環節大多采用人工手動換釬或半自動換釬，這既影響了工作效率，同時也增加了操作人員的勞動強度。申請號為200920121924. I的專利公開了一種鉆機用油缸式換釬系統，該系統采用旋轉油缸控制機械手在釬倉和鑿巖機之間的旋轉工作，卸釬時利用夾緊油缸卡緊釬桿，使釬桿輕松卸下，但該專利未公開換釬系統的控制部分，即未解決關于換釬系統如何自動完成換釬過程的問題、解決換釬過程中鑿巖機與釬桿、釬桿與釬桿的對接問題以及釬桿續接過程中的速度控制等問題。
實用新型內容有鑒于此，本實用新型提出一種鑿巖鉆車的自動換釬控制系統，該控制系統可控制換釬機構自動完成換釬，保證釬桿與準確對接并使對接過程中的推進速度和回轉速度配合，保證換釬順利完成。本實用新型的一種鑿巖鉆車的自動換釬控制系統包括釬庫控制模塊、釬桿控制模塊、接/卸釬桿控制模塊、中心軸控制模塊、推進壓力控制模塊和動力機構動力機構包括兩個負載壓力敏感控制的變量泵Pl-LSl和P2-LS2，變量泵P2-LS2為中心軸控制模塊中的回轉閥組提供壓力油，變量泵Pl-LSl為本系統中除回轉閥組以外的負載提供壓力油；釬庫控制模塊包括機械爪擺臂閥、卡盤旋轉閥和卡釬器閥，其中機械爪擺臂閥控制機械爪擺臂到釬庫位置或擺臂到鑿巖機中心軸位置，卡盤旋轉閥控制卡盤正轉或反轉，卡釬器閥控制卡釬器卡緊或打開；釬桿控制模塊包括機械爪閥和壓力控制閥組，機械爪閥控制機械爪打開和夾緊，在機械爪打開的情況下，壓力控制閥組控制機械爪完全打開或松開，并控制機械爪在松開狀態時的壓力；接/卸釬桿控制模塊包括一個電磁換向閥，通過改變閥芯位置，該電磁換向閥的兩個工作口分別向中心軸控制模塊和推進壓力控制模塊發送先導控制信號，該先導控制信號包括接釬桿先導控制信號和卸釬桿先導控制信號；中心軸控制模塊包括推進閥組和回轉閥組，推進閥組和回轉閥組根據各自的先導控制口接收的來自接/卸釬桿控制模塊發來的先導控制信號，對鑿巖機中心軸進行控制當接到接釬桿的先導控制信號時，推進閥組控制鑿巖機中心軸推進，同時回轉閥組控制鑿巖機中心軸正轉；當接到卸釬桿的先導控制信號時，推進閥組控制鑿巖機中心軸后退，同時回轉閥組控制鑿巖機中心軸回轉馬達反轉；推進閥組引出一個推進壓力被控油口 ；推進壓力控制模塊包括兩套相同的壓力調節閥組，當接到接/卸釬桿控制模塊發來的接桿的先導控制信號時，第一套壓力調節閥組通過控制推進閥組引出的推進壓力被控油口的出油壓力來控制推進閥組以某一設定壓力驅動鑿巖機中心軸推進；當接到接/卸釬桿控制模塊發來的卸桿的先導控制信號時，第二套壓力調節閥組通過推進閥組的推進壓力被控油口的出油壓力來控制推進閥組以某一設定壓力驅動鑿巖機中心軸后退；兩套壓力調節閥組的控制壓力可根據需要分別進行調節。所述釬庫控制模塊還包括液壓鎖Z15和液壓鎖Z17，所述機械爪擺臂閥為三位四通電磁換向閥D13，電磁換向閥D13的進油口和回油口分別連接變量泵PI-LSI的壓力油口和外接油箱；在電磁換向閥D13工作口 D13-A和工作口 D13-B與機械爪擺臂油缸的工作油口之間正向連接液壓鎖Z15，液壓鎖Z05的兩個出油口分別與機械爪擺臂油缸的兩個工作油口相連，液壓鎖Z15的兩個進油口分別與電磁換向閥D13的工作口 D13-A和工作口 D13-B 相連；卡盤旋轉閥為三位四通的電磁換向閥D14，電磁換向閥D14的供油口和回油口分別連接變量泵Pl-LSl的壓力油口和外接油箱；電磁換向閥D14的兩個工作口 D14-A和D14-B分別與卡盤旋轉馬達的兩個工作口相連；卡釬器閥為二位四通的電磁換向閥D16，電磁換向閥D16供油口和回油口分別連接變量泵Pl-LSl的壓力油口和外接油箱；在電磁換向閥D16的工作口 D16-A和工作口D16-B與卡釬器油缸的工作油口之間正向連接液壓鎖Z17，液壓鎖Z17的兩個出油口分別卡釬器油缸的兩個工作油口相連，液壓鎖Z17的兩個進油口分別與電磁換向閥D16的工作口D16-A和工作口 D16-B相連；所述機械爪閥為二位四通的電磁換向閥D12，電磁換向閥D12供油口和回油口分別連接動力源Pl-LSl油泵的壓力油口和外接油箱；電磁換向閥D12的工作口 D12-B與機械爪油缸I的工作口 BI和機械爪油缸2的工作口 B2均相連，電磁換向閥D12的工作口 D12-A與電磁換向閥Dll的進油口 DllP相連；所述壓力控制閥組進一步包括二位二通電磁換向閥D11、溢流閥E27、液控單向閥Z13和液控單向閥Z14 :電磁換向閥Dll的工作口 Dll-A正向串接液控單向閥Z13的進油口，液控單向閥Z13的出油口與機械爪油缸I的工作口 Al和機械爪油缸2的工作口 A2相連；其中液控單向閥Z13的控制口 Z13-K分別與機械爪油缸I的工作口 BI和機械爪油缸2的工作口 B2相連，以上三者均與外接油箱連通；電磁換向閥Dll的工作口 Dll-B正向串接液控單向閥Z14的進油口，液控單向閥Z14的出油口與機械爪油缸I的工作口 Al和機械爪油缸2的工作口 A2相連；液控單向閥Z14的控制口 K與電磁換向閥Dll的工作口 Dll-B連通；電磁換向閥Dll工作口 Dll-B與回油口 Dll-T之間并聯溢流閥E27 ；所述推進閥組包括控制鑿巖機中心軸推進和后退的三位七通的液控換向閥Y8、溢流閥E8、溢流閥E9、梭閥XlO、單向閥Z5、單向閥Z6及單向減壓閥G2 液控換向閥Y8的工作口 Y8-A與Y8-X1在閥體內部相通，工作口 Y8-B與工作口 Y8-X2在閥體內部相通；液控換向閥Y8進油口 Y8-P串接單向減壓閥G2后與變量泵Pl-LSl的壓力油口相連；工作口 Y8-A和工作口 Y8-B分別與鑿巖機中心軸的推進油缸的兩個工作口相連，工作口 Y8-A與油箱之間的油路正向并聯液控溢流閥E9，液控溢流閥E9兩個工作口兩端反向并聯單向閥Z6 ;工作口 Y8-B與油箱之間的油路正向并聯液控溢流閥E8，液控溢流閥E8兩個工作口兩端反向并聯單向閥Z5 ;工作口 Y8-X1和工作口 Y8-X2分別連接梭閥XlO的兩個進油口，梭閥XlO的出油口與變量泵Pl-LSl中的壓力敏感控制口相連；工作口 Y8-X1和工作口 Y8-X2又分別連接梭閥Xll的兩個進油口 ；梭閥Xll的出油口與推進壓力控制模塊相連；回轉閥組包括控制鑿巖機中心軸轉動的三位七通的液控換向閥Y11、溢流閥E15、溢流閥E16、梭閥X15、單向閥Zll和單向閥Z12 :液控換向閥Yll的工作口 Yll-A與Yll-Xl在閥體內部相通，工作口 Yll-B與工作口 Y11-X2在閥體內部相通；液控換向閥Yll進油口 Yll-P串接單向減壓閥G5后與變量泵P2-LS2的壓力油口相連；工作口 Yll-A和工作口 Yll-B分別與驅動鑿巖機中心軸轉動的回轉馬達的兩個工作口相連，工作口 Yll-A與油箱之間的油路正向并聯液控溢流閥E16，液控溢流閥E16兩個工作口兩端反向并聯單向閥Z12 ;工作口 Yll-B與油箱之間的油路正向并聯液控溢流閥E15，液控溢流閥E15兩個工作口兩端反向并聯單向閥Zll ;工作口 Yll-Xl和工作口 Y11-X2分別連接梭閥X15的兩個進油口，梭閥Xl5的出油口與變量泵P2-LS2中的壓力敏感控制口相連； 接/卸釬桿控制模塊中的電磁換向閥為三位四通的電磁換向閥D8，該電磁換向閥進油口和回油口分別連接變量泵Pl-LSl的壓力油口和外接油箱；從電磁換向閥D8的工作口 D8-A引出三個油路，其中兩路分別與中心軸控制模塊中的推進閥組的一個先導控制口以及回轉閥組的一個先導控制口相連，第三路與推進壓力控制模塊中的第一套壓力調節閥組的先導控制口相連；從電磁換向閥D8的工作口 D8-B引出三個油路，其中兩路分別與中心軸控制模塊中的推進閥組的另一個先導控制口以及回轉閥組的另一個先導控制口相連，第三路與推進壓力控制模塊中的第二套壓力調節閥組的先導控制口相連；所述第一套壓力調節閥組包括二位三通的液控換向閥Y14和液控溢流閥E21，第二套壓力調節閥組包括二位三通的液控換向閥Y15和液控溢流閥E22 ;液控換向閥Y14的先導控制口接收來自接/卸釬桿控制模塊的接釬桿先導控制信號，液控換向閥Y15的先導控制口接收來自接/卸釬桿控制模塊的卸釬桿先導控制信號；液控換向閥Y14和液控換向閥Y15的出油口均與中心軸控制模塊中推進閥組的推進壓力被控油口相連；液控換向閥Y14的工作口 Y14-S與溢流閥E21的進油口相連；液控換向閥Y15的工作口 Y15-S與溢流閥E22的進油口相連；液控溢流閥E21和液控溢流閥E22的出油口 T均與油箱相連。本實用新型公開的一種鑿巖鉆車的自動換釬控制系統具有以下有益效果I.整個換釬過程由操作員在駕駛室即可操作完成，提高了換釬的工作效率，降低了操作人員的工作強度；2.根據釬桿和鑿巖機中心軸上的螺紋的螺距和鑿巖機中心軸回轉速度，采用兩套壓力調節閥組分別控制鑿巖機中心軸的推進和后退壓力，使推進或后退速度配合與轉速度，避免對釬桿和鑿巖機中心軸造成損壞；3.采用機械爪壓力控制閥組，對機械爪對釬桿的加緊壓力進行調節，保證在接卸釬桿的過程中使釬桿保持與鑿巖機中心軸同軸，將其與上一根釬桿對準，還能通過壓力控制閥組調整控制壓力，以適應不同釬桿的重量，從而保證換釬過程順利完成。
[0025]圖I為本實用新型的一種鑿巖鉆車的自動換釬控制系統的釬桿控制模塊的原理圖。圖2為本實用新型的一種鑿巖鉆車的自動換釬控制系統的釬庫控制模塊的原理圖；圖3為本實用新型的一種鑿巖鉆車的自動換釬控制系統的接/卸釬桿控制模塊的原理圖；圖4為本實用新型的一種鑿巖鉆車的自動換釬控制系統的中心軸控制模塊的原理圖；圖5為本實用新型的一種鑿巖鉆車的自動換釬控制系統的動力機構的示意圖；圖6為本實用新型的一種鑿巖鉆車的自動換釬控制系統的推進壓力控制模塊的原理圖；圖7為本實用新型實施例中的一種鑿巖鉆車的自動換釬機構示意圖；圖8為本實用新型實施例中的一種鑿巖鉆車的自動換釬機構中的釬庫示意圖；其中，卜釬庫，2-機械爪，3-卡盤，4-推進梁，5-鑿巖機中心軸，6_卡釬器；
具體實施方式
以下結合附圖并舉實施例，對本實用新型進行詳細描述。首先介紹鑿巖鉆車的換釬機構的工作原理如圖7和圖8所不鑿巖機換釬機構包括釬庫I、機械爪2、卡盤3、鑿巖機中心軸5和卡釬器6,釬庫I中設置有卡盤3,釬桿卡在卡盤3圓周上均勻分布的半圓孔中，卡盤3可由卡盤馬達控制繞釬庫中心軸轉動；兩只機械手2固定在鑿巖機的推進梁4上，可通過機械爪擺臂油缸控制擺臂到鑿巖機中心軸位置和釬庫I的位置；機械爪2用于將釬桿從釬庫I轉移到鑿巖機中心軸5位置；鑿巖機中心軸5安裝在鑿巖機的推進梁4上，并與釬桿的螺紋配合連接，并帶動釬桿轉動的同時并推進，完成鑿巖動作；當機械爪2擺臂到釬庫I位置時，卡盤3旋轉，可把釬桿轉移到空載的卡盤3中；卡釬器6安裝在推進梁4的前端，由卡釬器油缸驅動，用于固定釬桿；以上所述的機械爪擺臂、機械爪夾緊和松開、卡盤轉動、鑿巖機中心軸轉動、鑿巖機中心軸和卡釬器6分別由機械爪擺臂油缸、兩個機械爪油缸、卡盤轉動馬達、鑿巖機回轉馬達、鑿巖機推進油缸和卡釬器油缸驅動；鑿巖機在工作過程中，當鑿巖機中心軸5上現有的釬桿完全伸出后仍達不到設定深度時，需要將鑿巖機中心軸5上連接的釬桿與鑿巖機中心軸5脫離，在兩者之間再接一根新釬桿，換釬的工作流程為鑿巖機中心軸5反轉，將與其螺紋連接的舊釬桿旋下，鑿巖機中心軸5后退，留出空間后，機械爪2抓著新釬桿擺臂到該空間位置，鑿巖機中心軸5正轉將新釬桿的尾部與其螺紋連接到位后，再繼續正轉，將新釬桿的前端與舊釬桿的尾部螺紋連接，如此，即把新釬桿接在鑿巖機中心軸上，鑿巖機可繼續鑿巖工序。針對以上的鑿巖機換釬機構，本實用新型提供了自動換釬控制系統，該系統包括釬庫控制模塊、釬桿控制模塊、接/卸釬桿控制模塊、中心軸控制模塊、推進壓力控制模塊和動力源如圖5所示，動力源包括兩個負載壓力敏感控制的變量泵Pl-LSl和P2-LS2，變量泵P2-LS2為中心軸控制模塊中的回轉閥組提供壓力油，變量泵Pl-LSl為本系統除回轉閥組以外的負載提供壓力油；如圖2釬庫控制模塊包括機械爪擺臂閥、卡盤旋轉閥和卡釬器閥，其中機械爪擺臂閥控制機械爪2擺臂到釬庫I和擺臂到鑿巖機中心軸5位置，卡盤旋轉閥控制卡盤正轉和反轉，卡釬器閥控制卡釬器6卡緊和打開；機械爪擺臂閥為三位四通電磁換向閥D13，電磁換向閥D13的進油口和回油口分別連接變量泵Pl-LSl的壓力油口和外接油箱；在電磁換向閥D13工作口 D13-A和工作口D13-B與機械爪擺臂油缸的工作油口之間正向連接液壓鎖Z15，液壓鎖Z15的兩個出油口分別與執行機構的兩個工作油口相連，液壓鎖Z15的兩個進油口分別與電磁換向閥D13的工作口 D13-A和工作口 D13-B相連；卡盤旋轉閥為三位四通的電磁換向閥D14，電磁換向閥D14的供油口和回油口分別連接變量泵Pl-LSl的壓力油口和外接油箱；電磁換向閥D14的兩個工作口 D14-A和D14-B分別與卡盤旋轉馬達的兩個工作油口相連； 卡釬器閥為二位四通的電磁換向閥D16，電磁換向閥D16供油口和回油口分別連接變量泵Pl-LSl的壓力油口和外接油箱；在電磁換向閥D16的工作口 D16-A和工作口D16-B與卡釬器油缸的工作油口之間正向連接液壓鎖Z17，液壓鎖Z17的兩個出油口分別卡釬器油缸的兩個工作油口相連，液壓鎖Z17的兩個進油口分別與電磁換向閥D16的工作口D16-A和工作口 D16-B相連；如圖I所示，釬桿控制模塊包括機械爪閥和壓力控制閥組，機械爪閥控制機械爪2打開和夾緊，在機械爪2打開的情況下，壓力控制閥組控制機械爪2完全打開或松開，并控制機械爪2在松開狀態時的壓力，其中壓力控制閥組包括二位二通電磁換向閥DlI、溢流閥E27、液控單向閥Z13和液控單向閥Z14 :電磁換向閥Dl I的工作口 Dl I-A正向串接液控單向閥Z13的進油口，液控單向閥Z13的出油口與機械爪油缸I的工作口 Al和機械爪油缸2的工作口 A2相連；其中液控單向閥Z13的控制口 Z13-K分別與機械爪油缸I的工作口 BI和機械爪油缸2的工作口 B2相連，以上三者均與外接油箱連通；電磁換向閥Dll的工作口 Dll-B正向串接液控單向閥Z14的進油口，液控單向閥Z14的出油口與機械爪油缸I的工作口 Al和機械爪油缸2的工作口 A2相連；液控單向閥Z14的控制口 K與電磁換向閥Dl I的工作口 Dll-B連通；電磁換向閥Dll工作口 Dll-B與回油口 Dll-T之間并聯溢流閥E27 ；所述機械爪閥為二位四通的電磁換向閥D12，電磁換向閥D12供油口和回油口分別連接動力源Pl-LSl油泵的壓力油口和外接油箱；電磁換向閥D12的工作口 D12-B與機械爪油缸I的工作口 BI和機械爪油缸2的工作口 B2均相連，電磁換向閥D12的工作口 D12-A與電磁換向閥Dll的進油口 DllP相連；如圖3所示,接/卸釬桿控制模塊包括一個三位四通電磁換向閥D8,通過改變切換閥的閥芯位置，該電磁換向閥的兩個工作口分別向中心軸控制模塊和推進壓力控制模塊發送先導控制信號，該先導控制先好包括接釬桿先導控制信號和卸釬桿先導控制信號；三位四通電磁換向閥D8的進油口和回油口分別連接變量泵Pl-LSl的壓力油口和外接油箱；從電磁換向閥D8的工作口 D8-A引出三個油路，其中兩路分別與中心軸控制模塊中的推進閥組的先導控制口 Y8-dl和回轉閥組的先導控制口 Yll-dl相連，第三路與推進壓力控制模塊中的第一套壓力調節閥組的液控換向閥Y15的先導控制口相連；從電磁換向閥D8的工作口D8-B引出三個油路，其中兩路分別與中心軸控制模塊中的推進閥組的先導控制口 Y8-d2和回轉閥組的先導控制口 Yll-d2相連，第三路與推進壓力控制模塊中的第二套壓力調節閥組的液控換向閥Y14的先導控制口相連；如圖6所示，中心軸控制模塊包括推進閥組和回轉閥組，推進閥組和回轉閥組根據各自的先導控制口接收的來自接/卸釬桿控制模塊發來的先導控制信號，對鑿巖機中心軸5進行控制當接到接釬桿的先導控制信號時，推進閥組控制鑿巖機中心軸5推進，同時回轉閥組控制鑿巖機中心軸5正轉；當接到卸釬桿的先導控制信號時，推進閥組控制鑿巖機中心軸5后退，同時回轉閥組控制鑿巖機中心軸5回轉馬達反轉；推進閥組包括制鑿巖機中心軸推進和后退的三位七通的液控換向閥Y8、溢流閥E8、E9、ElO和E11、梭閥X10、單向閥Z5、單向閥Z6、節流閥N23和節流閥N22 :液控換向閥Y8進油口為Y8-P，工作口 Y8-A與Y8-X1相通，工作口 Y8-B與工作口 Y8-X2相通，Y8_dl和Y8-d2分別為先導控制口 ；液控換向閥Y8的進油口 Y8-P串接單向減壓閥G2后與變量泵Pl-LSl的壓力油口相連；工作口 Y8-A和Y8-B分別與推進油缸的兩個工作口相連，工作口 Y8-A與油箱之間的油路正向并聯液控溢流閥E9，液控溢流閥E9兩個工作口兩端反向并聯單向閥Z6 ;工作口 Y8-B與油箱之間的油路正向并聯液控溢流閥E8，液控溢流閥E8兩個工作口兩端反向并聯單向閥Z5 ;工作口 Y8-X1和工作口 Y8-X2分別連接梭閥XlO的兩個進油口，兩工作口與梭閥進油口之間分別串接節流閥N23和N22，梭閥XlO的出油口與變量泵Pl-LSl中的壓力敏感控制口相連；流經與工作口 Y8-X1相連的節流閥N23的油路分成三條油路第一條與梭閥XlO的一個進油口相連，第二條正向串接液控溢流閥Ell后與油箱相連，第三條與梭閥Xll的一個進油口相連；流經與工作口 Y8-X2相連的節流閥N22的油路分成三條油路第一條與梭閥XlO的另一個進油口相連，第二條正向串接液控溢流閥ElO后與油箱相連，第三條與梭閥Xll的另一個進油口相連；梭閥Xll的出油口分別連接推進壓力控制模塊中的液控換向閥Y15的出油口 T和液控換向閥Y14的出油口 T ；回轉閥組包括控制鑿巖機中心軸轉動的三位七通的液控換向閥Y11、溢流閥E13、溢流閥E14、溢流閥E15、溢流閥E16、梭閥X15、單向閥Z11、單向閥Z12、節流閥N29和節流閥N28 :液控換向閥Yll的進油口為Yl 1-P，工作口 Yll-A與工作口 Yll-Xl在液控換向閥Yll的內部相通，工作口 Yll-B與工作口 Y11-X2在液控換向閥Yll的內部相通，Yll-dl和Yll-d2分別為先導控制口 ；進油口 Yll-P串接單向減壓閥G5后與變量泵P2-LS2的壓力油口相連；工作口 Yll-A和Yll-B分別與回轉馬達的兩個工作口相連，工作口 Yll-A與油箱之間的油路正向并聯液控溢流閥E16，液控溢流閥E16兩個工作口兩端反向并聯單向閥Z12 ;工作口 Yll-B與油箱之間的油路正向并聯液控溢流閥E15，液控溢流閥E15兩個工作口兩端反向并聯單向閥Zll ;工作口 Yll-Xl和工作口 Y11-X2分別連接梭閥X15的兩個進油口，兩工作口與梭閥進油口之間分別串接節流閥N29和節流閥N28，梭閥X15的出油口與變量泵P2-LS2中的壓力敏感控制口相連；與節流閥N29相連的另一條油路正向串接液控溢流閥E14后與油箱相連；與節流閥N28相連的另一條油路正向串接液控溢流閥E13后與油箱相連；如圖4所示，推進壓力控制模塊中的第一套壓力調節閥組包括二位三通的液控換向閥Y14和液控溢流閥E21，第二套壓力調節閥組包括二位三通的液控換向閥Y15和液控溢、流閥E22 ;液控換向閥Y14的先導控制口接收來自接/卸釬桿控制模塊的接釬桿先導控制信號，液控換向閥Y15的先導控制口接收來自接/卸釬桿控制模塊的卸釬桿先導控制信號；液控換向閥Y14和液控換向閥Yl5的出油口均與中心軸控制模塊中推進閥組的推進壓力被控油口相連；液控換向閥Y14的工作口 Y14-S與溢流閥E21的進油口相連；液控換向閥Y15的工作口 Y15-S與溢流閥E22的進油口相連；液控溢流閥E21和液控溢流閥E22的出油口T均與油箱相連。—種鑿巖鉆車的自動換釬系統的控制過程包括I、先將鑿巖機中心軸5與上一根釬桿的尾部脫離，控制過程為電磁換向閥D8的D8_a端給電，壓力油經工作口 D8_A分別流向液控換向閥Y8的先導控制口 Y8-dl和液控換向閥Yll的先導控制口 Yll-dl以及液控換向閥Y15的先導控 制口 Y15-d :液控換向閥Y8和液控換向閥Yll閥芯換到左位，壓力油分別經工作口 Y8-A流入鑿巖機中心軸5推進油缸一端工作口 A6，經工作口 Yll-A流入鑿巖機中心軸回轉馬達的一端工作口 A7，此時鑿巖機中心軸5與其固連的上一根釬桿正轉并推進，到達推進梁4的最前端位置后，電磁換向閥D8的D8-a斷電,控制鑿巖機中心軸5停止推進和正轉；然后電磁換向閥D16給電，控制卡釬器6將上一根釬桿卡緊，電磁換向閥D8-D8-b給電，壓力油經工作口 D8-B分別流向液控換向閥Y8的先導控制口 Y8-d2和液控換向閥Yll的先導控制口Yll-d2以及液控換向閥Y14的先導控制口 Y14-d，液控換向閥Y8和液控換向閥Yl I閥芯換到右位，壓力油經工作口 Y8-B流入中心軸推進油缸另一端工作口 B6，經工作口 Yll-B流入中心軸回轉馬達的另一端工作口 B7，此時鑿巖機中心軸5反轉并后退，由于上一根釬桿被卡釬器6卡緊,鑿巖機中心軸5反轉并后退,即將上一根釬桿和鑿巖機中心軸5上的螺紋旋開，使兩者脫離；脫離到位后，電磁換向閥D8的D8-b斷電，鑿巖機中心軸5停止后退和反轉；在鑿巖機中心軸5后退過程中，由于壓力油從工作口 Y8-B也會流入到液控換向閥Y14的先導控制口 Y14-d中，控制液控換向閥Y14換位，從工作口 Y8-X2來的壓力油就會依次經梭閥XlO和Xll后流入液控換向閥Y14的進油口 Y14-P，再經由工作口 Y14-S后流入液控溢流閥E21的進油口，最后流回油箱；調節液控溢流閥E21的壓力，即可調節工作口Y8-X2的壓力值，由于工作口 Y8-X2和工作口 Y8-B連通，即可控制流入中心軸推進油缸工作口 B6的壓力油的壓力，該壓力可控制鑿巖機中心軸5后退的壓力，根據鑿巖機中心軸5和上一根釬桿的螺紋的螺距以及后退速度，調節該后退壓力，使后退壓力和回轉速度配合，保護鑿巖機中心軸5和釬桿的螺紋不受損害，同時防止中心軸推進油缸內的壓力油超高；2、機械爪2帶著新釬桿從釬庫I的位置擺臂到鑿巖機中心軸5的位置，控制過程為電磁換向閥D14的D14-a端通電，壓力油從電磁換向閥D14的工作口 D14-A流出至卡盤旋轉馬達的工作口 A4，驅動卡盤3正轉，轉到有釬桿的位置后，電磁換向閥D14-a斷電，卡盤3停止轉動；電磁換向閥D12給電，電磁換向閥D12閥芯換向，壓力油經工作口 D12-B分別流入兩個機械爪油缸的工作口 BI和工作口 B2，機械爪2打開，然后將電磁換向閥D13的D13-a端給電，電磁換向閥D13閥芯換位，工作口 D13-A導通，壓力油流入機械爪擺臂油缸的工作口 A3，機械爪2擺臂到釬庫I位置后，電磁換向閥D13的D13-a端斷電；電磁換向閥D12斷電，電磁換向閥D12閥芯換向，壓力油經工作口 D12-B導通至電磁換向閥Dll的進油口 D11-P，從工作口 Dl I-A流出，經過液控單向閥Z13后分別流進兩個機械爪油缸的工作口 Al和工作口 A2，機械爪2夾緊釬桿，電磁換向閥D13的D13-b端給電，電磁換向閥D13閥芯換位，工作口 D13-B導通，壓力油流入機械爪擺臂油缸的工作口 B3，機械爪2帶著釬桿擺臂到鑿巖機中心軸5位置；3、鑿巖機中心軸5先與新釬桿的尾部連接后，將新釬桿和上一根釬桿的前端連接，控制過程為釬桿到達鑿巖機中心軸5位置后，電磁換向閥D8的D8_a端通電,壓力油從工作口D8-A分別流入液控換向閥Y8的先導控制口 Y8-dl、液控換向閥Yll的先導控制口 Yll-dl以及液控換向閥Y15的先導控制口 Y15-d，鑿巖機中心軸5正轉并向前推進，鑿巖機中心軸5與新釬桿的尾部的螺紋逐漸旋合，推進速度由液控溢流閥E21控制；當鑿巖機中心軸5與新釬桿連接完畢后，電磁換向閥D8的D8-a端斷電，鑿巖機中心軸5停止推進和正轉；電磁換向閥D16給電,卡釬器6將上一根釬桿的尾部卡緊，電磁換向閥D12斷電，電磁換向閥DlI 給電，電磁換向閥D12和電磁換向閥Dll閥芯換向，壓力油經工作口 D12-B導通至電磁換向閥Dll的進油口 Dl 1-P，從工作口 DlI-B流出，經過液控單向閥Z14后分成兩路，一路分別流進兩個機械爪油缸的工作口 Al和工作口 A2，另一路經由液控溢流閥E27流回油箱，由于液控溢流閥E27的調壓作用，流入兩個機械爪油缸的壓力油的壓力與液控溢流閥E27調節壓力相同，導致機械爪2沒有完全夾緊釬桿，機械爪2處于松開狀態；當給電磁換向閥D8的D8-a端通電，鑿巖機中心軸5推進并正轉，由于機械爪2的導向作用，釬桿沿鑿巖機中心軸5的軸向推進并正轉，當釬桿與上一根釬桿接觸后，新釬桿端部的螺紋與上一根釬桿的尾部的螺紋旋合，兩者連接到位后，電磁換向閥D8的D8-a端斷電，鑿巖機中心軸5停止正轉和推進，電磁換向閥D16端電，卡釬器6松開，將電磁換向閥D12給電，電磁換向閥D11斷電，機械爪2完全打開，電磁換向閥D13的D13-a端給電，機械爪2擺臂到釬庫I位置，此時鑿巖機可進入正常工作狀態。綜上所述，以上僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用于限定本實用新型的保護范圍。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種鑿巖鉆車的自動換釬控制系統，其特征在于，包括釬庫控制模塊、釬桿控制模塊、接/卸釬桿控制模塊、中心軸控制模塊、推進壓力控制模塊和動力機構，其中 動力機構包括兩個負載壓力敏感控制的變量泵Pl-LSl和P2-LS2，變量泵P2-LS2為中心軸控制模塊中的回轉閥組提供壓力油，變量泵Pl-LSl為本系統中除回轉閥組以外的負載提供壓力油； 釬庫控制模塊包括機械爪擺臂閥、卡盤旋轉閥和卡釬器閥，其中機械爪擺臂閥控制機械爪擺臂到釬庫位置或擺臂到鑿巖機中心軸位置，卡盤旋轉閥控制卡盤正轉或反轉，卡釬器閥控制卡釬器卡緊或打開； 釬桿控制模塊包括機械爪閥和壓力控制閥組，機械爪閥控制機械爪打開和夾緊，在機械爪打開的情況下，壓力控制閥組控制機械爪完全打開或松開，并控制機械爪在松開狀態 時的壓力； 接/卸釬桿控制模塊包括一個電磁換向閥，通過改變閥芯位置，該電磁換向閥的兩個工作口分別向中心軸控制模塊和推進壓力控制模塊發送先導控制信號，該先導控制信號包括接釬桿先導控制信號和卸釬桿先導控制信號； 中心軸控制模塊包括推進閥組和回轉閥組，推進閥組和回轉閥組根據各自的先導控制口接收的來自接/卸釬桿控制模塊發來的先導控制信號，對鑿巖機中心軸進行控制當接到接釬桿的先導控制信號時，推進閥組控制鑿巖機中心軸推進，同時回轉閥組控制鑿巖機中心軸正轉；當接到卸釬桿的先導控制信號時，推進閥組控制鑿巖機中心軸后退，同時回轉閥組控制鑿巖機中心軸反轉；推進閥組引出一個推進壓力被控油口 ； 推進壓力控制模塊包括兩套相同的壓力調節閥組，當接到接/卸釬桿控制模塊發來的接桿的先導控制信號時，第一套壓力調節閥組通過控制推進閥組引出的推進壓力被控油口的出油壓力來控制推進閥組以某一設定壓力驅動鑿巖機中心軸推進；當接到接/卸釬桿控制模塊發來的卸桿的先導控制信號時，第二套壓力調節閥組通過推進閥組的推進壓力被控油口的出油壓力來控制推進閥組以某一設定壓力驅動鑿巖機中心軸后退；兩套壓力調節閥組的控制壓力根據需要分別進行調節。
2.如權利要求I所述的一種鑿巖鉆車的自動換釬控制系統，其特征在于，所述釬庫控制模塊還包括液壓鎖Z15和液壓鎖Z17，所述機械爪擺臂閥為三位四通電磁換向閥D13，電磁換向閥D13的進油口和回油口分別連接變量泵Pl-LSl的壓力油口和外接油箱；在電磁換向閥D13工作口 D13-A和工作口 D13-B與機械爪擺臂油缸的工作油口之間正向連接液壓鎖Z15，液壓鎖Z15的兩個出油口分別與機械爪擺臂油缸的兩個工作油口相連，液壓鎖Z15的兩個進油口分別與電磁換向閥D13的工作口 D13-A和工作口 D13-B相連； 所述卡盤旋轉閥為三位四通的電磁換向閥D14，電磁換向閥D14的供油口和回油口分別連接變量泵Pl-LSl的壓力油口和外接油箱；電磁換向閥D14的兩個工作口 D14-A和D14-B分別與卡盤旋轉馬達的兩個工作口相連； 所述卡釬器閥為二位四通的電磁換向閥D16，電磁換向閥D16供油口和回油口分別連接變量泵Pl-LSl的壓力油口和外接油箱；在電磁換向閥D16的工作口 D16-A和工作口D16-B與卡釬器油缸的工作油口之間正向連接液壓鎖Z17，液壓鎖Z17的兩個出油口分別卡釬器油缸的兩個工作油口相連，液壓鎖Z17的兩個進油口分別與電磁換向閥D16的工作口D16-A和工作口 D16-B相連。
3.如權利要求I所述的一種鑿巖鉆車的自動換釬控制系統，其特征在于，所述機械爪閥為二位四通的電磁換向閥D12，電磁換向閥D12供油口和回油口分別連接動力源Pl-LSl油泵的壓力油口和外接油箱；電磁換向閥D12的工作口 D12-B與機械爪油缸I的工作口 BI相連，電磁換向閥D12的工作口 D12-A與電磁換向閥Dll的進油口 DllP相連； 所述壓力控制閥組進一步包括二位二通電磁換向閥D11、溢流閥E27、液控單向閥Z13和液控單向閥Z14 :電磁換向閥Dl I的工作口 Dl I-A正向串接液控單向閥Z13的進油口，液控單向閥Z13的出油口與機械爪油缸I的工作口 Al和機械爪油缸2的工作口 A2相連；其中液控單向閥Z13的控制口 Z13-K分別與機械爪油缸I的工作口 BI和機械爪油缸2的工作口 B2相連，以上三者均與外接油箱連通；電磁換向閥Dll的工作口 Dll-B正向串接液控單向閥Z14的進油口，液控單向閥Z14的出油口與機械爪油缸I的工作口 Al和機械爪油缸2的工作口 A2相連；液控單向閥Z14的控制口 K與電磁換向閥Dll的工作口 Dll-B連通；電磁換向閥Dll工作口 Dll-B與回油口 Dll-T之間并聯溢流閥E27。
4.如權利要求I所述的一種鑿巖鉆車的自動換釬控制系統，其特征在于，所述推進閥組包括控制鑿巖機中心軸推進和后退的三位七通的液控換向閥Y8、溢流閥ES、溢流閥E9、梭閥X10、單向閥Z5、單向閥Z6及單向減壓閥G2 液控換向閥Y8的工作口 Y8-A與Y8-XI在閥體內部相通，工作口 Y8-B與工作口 Y8-X2在閥體內部相通；液控換向閥Y8進油口 Y8-P串接單向減壓閥G2后與變量泵Pl-LSl的壓力油口相連；液控換向閥Y8的工作口 Y8-A和工作口 Y8-B分別與鑿巖機中心軸的推進油缸的兩個工作口相連，工作口 Y8-A與油箱之間的油路正向并聯液控溢流閥E9，液控溢流閥E9兩個工作口兩端反向并聯單向閥Z6;工作口Y8-B與油箱之間的油路正向并聯液控溢流閥ES，液控溢流閥ES兩個工作口兩端反向并聯單向閥Z5 ;工作口 Y8-X1和工作口 Y8-X2分別連接梭閥XlO的兩個進油口，梭閥XlO的出油口與變量泵Pl-LSl中的壓力敏感控制口相連；工作口 Y8-X1和工作口 Y8-X2又分別連接梭閥Xll的兩個進油口 ；梭閥Xll的出油口與推進壓力控制模塊相連； 所述回轉閥組包括控制鑿巖機中心軸轉動的三位七通的液控換向閥Y11、溢流閥E15、溢流閥E16、梭閥X15、單向閥Zll和單向閥Z12 :液控換向閥Yll的工作口 Yll-A與Yll-Xl在閥體內部相通，工作口 Yll-B與工作口 Y11-X2在閥體內部相通；液控換向閥Yll進油口 Yll-P串接單向減壓閥G5后與變量泵P2-LS2的壓力油口相連；工作口 Yll-A和工作口 Yll-B分別與驅動鑿巖機中心軸轉動的回轉馬達的兩個工作口相連，工作口 Yll-A與油箱之間的油路正向并聯液控溢流閥E16，液控溢流閥E16兩個工作口兩端反向并聯單向閥Z12 ;工作口 Yll-B與油箱之間的油路正向并聯液控溢流閥E15，液控溢流閥E15兩個工作口兩端反向并聯單向閥Zll ;工作口 Yll-Xl和工作口 Y11-X2分別連接梭閥X15的兩個進油口，梭閥X15的出油口與變量泵P2-LS2中的壓力敏感控制口相連。
5.如權利要求I所述的一種鑿巖鉆車的自動換釬控制系統，其特征在于，所述接/卸釬桿控制模塊中的電磁換向閥為三位四通的電磁換向閥D8，該電磁換向閥進油口和回油口分別連接變量泵Pl-LSl的壓力油口和外接油箱；從電磁換向閥D8的工作口 D8-A引出三條油路，其中兩路分別與中心軸控制模塊中的推進閥組的一個先導控制口以及回轉閥組的一個先導控制口相連，第三路與推進壓力控制模塊中的第一套壓力調節閥組的先導控制口相連；從電磁換向閥D8的工作口 D8-B弓丨出三個油路，其中兩路分別與中心軸控制模塊中的推進閥組的另一個先導控制口以及回轉閥組的另一個先導控制口相連，第三路與推進壓力控制模塊中的第二套壓力調節閥組的先導控制口相連。
6.如權利要求I所述的一種鑿巖鉆車的自動換釬控制系統，其特征在于，所述第一套壓力調節閥組包括二位三通的液控換向閥Y14和液控溢流閥E21，第二套壓力調節閥組包括二位三通的液控換向閥Y15和液控溢流閥E22 ;液控換向閥Y14的先導控制口接收來自接/卸釬桿控制模塊的接釬桿先導控制信號，液控換向閥Y15的先導控制口接收來自接/卸釬桿控制模塊的卸釬桿先導控制信號；液控換向閥Y14和液控換向閥Y15的出油口均與中心軸控制模塊中推進閥組的推進壓力被控油口相連；液控換向閥Y14的工作口 Y14-S與溢流閥E21的進油口相連；液控換向閥Y15的工作口 Y15-S與溢流閥E22的進油口相連；液控溢流閥E21和液控溢流閥E22的出油口 T均與油箱相連。
專利摘要一種鑿巖鉆車的自動換釬控制系統，包括釬庫控制模塊、釬桿控制模塊、接/卸釬桿控制模塊、中心軸控制模塊、推進壓力控制模塊和動力機構。動力機構包括兩個負載壓力敏感控制的變量泵P1-LS1和P2-LS2，變量泵P2-LS2為中心軸控制模塊中的回轉閥組提供壓力油，變量泵P1-LS1為本系統中除回轉閥組以外的負載提供壓力油；釬庫控制模塊包括機械爪擺臂閥、卡盤旋轉閥和卡釬器閥，其中機械爪擺臂閥控制機械爪擺臂到釬庫位置或擺臂到鑿巖機中心軸位置，卡盤旋轉閥控制卡盤正轉或反轉，卡釬器閥控制卡釬器卡緊或打開；釬桿控制模塊包括機械爪閥和壓力控制閥組，機械爪閥控制機械爪打開和夾緊，在機械爪打開的情況下，壓力控制閥組控制機械爪完全打開或松開，并控制機械爪在松開狀態時的壓力。整個換釬過程由操作員在駕駛室即可操作完成，提高了工作效率，降低了工作強度。
文檔編號E21B19/18GK202531060SQ20122002842
公開日2012年11月14日 申請日期2012年1月20日 優先權日2012年1月20日
發明者叢中喜, 代成, 蘭金堂, 扶躍華, 謝加權, 陸京 申請人:中船重工中南裝備有限責任公司