全液壓鉆機聯動式液壓系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種全液壓鉆機聯動式液壓系統。它包括液壓馬達、給進油缸、卡盤油缸、夾持器油缸以及電動機，電動機連接有雙聯液壓泵，雙聯液壓泵的吸油輸入端連接油箱，雙聯液壓泵的出油端分別連接液壓馬達和給進油缸，卡盤油缸和夾持器油缸分別連接卡盤方向控制閥和夾持器方向控制閥，馬達方向控制閥以及給進油缸方向控制閥的進回油路之間分別連接進梭閥，卡盤方向控制閥分別連接液壓馬達和給進油缸，夾持器方向控制閥連接在卡盤方向控制閥上。采用上述的結構后，實現了雙聯液壓泵的主副液壓泵的聯合給油執行快進快退動作，提高了工作效率；提高了鉆機作業的自動化程度，減少了油路數量，降低了能量損耗，并且結構簡單，操作方便，提高了安全性。
【專利說明】全液壓鉆機聯動式液壓系統
[0001]
【技術領域】
[0002]本發明涉及一種鉆機上使用的液壓系統，具體地說是一種全液壓鉆機聯動式液壓系統。
【背景技術】
[0003]隨著近年來液壓技術的不斷發展，液壓系統在鉆探設備的應用已經十分普遍。在工程鉆掘施工過程中，由于巖層內部結構的復雜性與隨機性，鉆探負載的變化規律非常復雜；負載突變時，鉆機液壓系統輸出功率需要做出相應的調整；同時，鉆機運行過程中，要求各部分執行機構配合嚴謹，因此，傳統的由單獨液壓泵供油帶動液壓馬達旋轉的全液壓鉆機不能滿足現代工程鉆掘施工要求；現有的全液壓鉆機為解決快速鉆進及起拔鉆桿、工作過程中各執行件動作配合等問題，需要在液壓系統中設置多個油泵供油、增加換向閥數量，不僅使得液壓系統復雜、能量損耗大，而且系統操控復雜、自動化程度低、安全性差。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題是提供一種操作簡便、自動化程度高、安全性高、效率高、節能的全液壓鉆機聯動式液壓系統。
[0005]為了解決上述技術問題，本發明的全液壓鉆機聯動式液壓系統，包括液壓馬達、給進油缸、卡盤油缸、夾持器油缸以及電動機，電動機的輸出軸上連接有雙聯液壓泵，雙聯液壓泵的吸油輸入端連接油箱，所述雙聯液壓泵的出油端分別通過馬達方向控制閥、給進油缸方向控制閥連接液壓馬達和給進油缸，卡盤油缸和夾持器油缸分別連接卡盤方向控制閥和夾持器方向控制閥，馬達方向控制閥的進回油路之間以及給進油缸方向控制閥的進回油路之間分別連接回轉梭閥和給進梭閥，卡盤方向控制閥通過回轉梭閥、給進梭閥分別連接液壓馬達和給進油缸，夾持器方向控制閥連接在卡盤方向控制閥上。
[0006]所述雙聯液壓泵中的主液壓泵、副液壓泵的吸油輸入端分別經過主液壓泵吸油過濾器、副液壓泵吸油過濾器連接油箱，所述主液壓泵、副液壓泵的出油端通過馬達方向控制閥、給進油缸方向控制閥分別連接液壓馬達和給進油缸的進回油路，卡盤方向控制閥的進油路P2通過回轉梭閥、給進梭閥分別連接在液壓馬達和給進油缸的進油路上，夾持器方向控制閥的進油路P3、回油路T3分別連接在卡盤方向控制閥的出油DA2及回油口 B2。
[0007]所述主液壓泵的出油端油路上設置主液壓泵出油路溢流閥、給進油缸的前進進油路上設置給進油缸前進油路溢流閥、給進油缸的后退進油路上設置給進油缸后退油路溢流閥。
[0008]所述馬達方向控制閥、給進油缸方向控制閥的進油端油路上分別設置主液壓泵出油單向閥、副液壓泵出油單向閥。
[0009]所述給進油缸的前進進油路上設置給進調速閥。
[0010]所述卡盤油缸與夾持器油缸的進回油路上分別設置卡盤雙向液壓鎖組、夾持器雙向液壓鎖組。
[0011]所述馬達方向控制閥、給進油缸方向控制閥、卡盤方向控制閥、夾持器方向控制閥構成控制方向閥組，控制方向閥組均匯總在一條總回油路上，總回油路上設置有回油過濾器、冷卻器，總回油路通過冷卻器和回油過濾器流回油箱。
[0012]所述液壓馬達的正轉進油路上設置馬達進油壓力表、給進油缸的前進進油路上設置給進油缸前進進油壓力表、給進油缸的后退進油路上設置給進油缸后退進油壓力表、卡盤油缸的夾緊油路上設置卡盤夾持器進油壓力表、總回油路上設置回油壓力表。
[0013]所述馬達方向控制閥、給進油缸方向控制閥均為手動三位六通閥，卡盤方向控制閥、夾持器方向控制閥均為手動二位四通閥。
[0014]采用上述的結構后，由于設置的能夠使液壓馬達、給進油缸、卡盤油缸、夾持器油缸聯動的雙聯液壓泵、方向控制閥組、梭閥組以及雙向液壓鎖組，實現了雙聯液壓泵的主副液壓泵的聯合給油執行快進快退動作，提高了工作效率；各動作的聯動，解決了快速鉆進及起拔鉆桿、工作過程中各執行件動作配合等問題，提高了鉆機作業的自動化程度，同時減少了油路數量，降低了能量損耗，并且結構簡單，操作方便，大大提高了安全性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1是本發明全液壓鉆機聯動式液壓系統原理圖。
[0016]標號說明:1 一油箱；2_1—主液壓泵吸油過濾器；2_2 —副液壓泵吸油過濾器；
2-3—回油過濾器；3_1—主液壓泵；3_2—副液壓泵；4一電動機；5_1—主液壓泵出油路溢流閥；5-2—給進油缸如進油路溢流閥；5_3—給進油缸后退油路溢流閥；6_1—馬達方向控制閥進油路單向閥；6_2—給進油缸方向控制閥進油路單向閥；7-1—馬達方向控制閥；
7-2—給進油缸方向控制閥；7-3—卡盤油缸方向控制閥；7-4—夾持器油缸方向控制閥；
8-1—回轉梭閥；8-2—給進梭閥；9-1一馬達進油壓力表；9-2—給進油缸前進進油壓力表；
9-3—給進油缸后退進油壓力表；9-4一卡盤夾持器進油壓力表；9-5—回油壓力表；10—給進調速閥；11 一液壓馬達；12—給進油缸；13—卡盤油缸；14一夾持器油缸；15_1—卡盤油缸雙向液壓鎖；15-2—夾持器油缸雙向液壓鎖；16—冷卻器。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和【具體實施方式】，對本發明的全液壓鉆機聯動式液壓系統作進一步詳細說明。
[0018]如圖所示，本發明的全液壓鉆機聯動式液壓系統，包括液壓馬達11、給進油缸12、卡盤油缸13、夾持器油缸14以及電動機4，電動機4的輸出軸上連接有雙聯液壓泵，由電動機4帶動共同工作；雙聯液壓泵中的主液壓泵3-1、副液壓泵3-2的吸油輸入端分別經過主液壓泵吸油過濾器2-1、副液壓泵吸油過濾器2-2連接油箱1，主液壓泵3-1、副液壓泵3-2的出油端通過馬達方向控制閥7-1、給進油缸方向控制閥7-2分別連接液壓馬達11和給進油缸12的進回油路，用于實現液壓馬達11、給進油缸12的動作；將馬達方向控制閥7-1撥至中位后，主液壓泵3-1和副液壓泵3-2聯合供油給進油缸12，可執行給進油缸12的快速前進、后退動作，提高了系統工作效率；卡盤油缸13連接有卡盤方向控制閥7-3，夾持器油缸14連接有夾持器方向控制閥7-4，馬達方向控制閥7-1的進回油路之間連接回轉梭閥
8-1，給進油缸方向控制閥7-2的進回油路之間連接給進梭閥8-2，卡盤方向控制閥7-3的進油路P2通過回轉梭閥8-1、給進梭閥8-2的出油端分別連接在液壓馬達11和給進油缸12的進油路上，夾持器方向控制閥7-4的進油路P3、回油路T3分別連接在卡盤方向控制閥13的出油口 A2及回油口 B2，實現了液壓馬達11、給進油缸12與卡盤油缸13、夾持器油缸14的聯動，提高了系統的自動化程度及安全性，同時減少了油路數量，提高了系統的可靠性和降低了能量損耗。
[0019]進一步的，在主液壓泵3-1的出油端油路上設置主液壓泵出油路溢流閥5-1、給進油缸12的前進進油路上設置給進油缸前進油路溢流閥5-2、給進油缸12的后退進油路上設置給進油缸后退油路溢流閥5-3，用以控制相應油路的油液壓力；在馬達方向控制閥7-1、給進油缸方向控制閥7-2的進油端油路上分別設置主液壓泵出油單向閥6-1、副液壓泵出油單向閥6-2，防止馬達方向控制閥7-1、給進油缸方向控制閥7-2的進油路上油液倒流；在給進油缸12的前進進油路上設置給進調速閥10，用于實現給進速度的控制；
在卡盤油缸13與夾持器油缸14的進回油路上分別設置卡盤雙向液壓鎖組15-1、夾持器雙向液壓鎖組15-2，用于實現鉆機正常鉆進工作中保證卡卡盤油缸13處于有效可靠的夾緊狀態，同時使夾持器油缸14處于有效可靠的松開狀態；馬達方向控制閥7-1、給進油缸方向控制閥7-2、卡盤方向控制閥7-3、夾持器方向控制閥7-4構成控制方向閥組，控制方向閥組均匯總在一條總回油路上，總回油路上設置有回油過濾器2-3、冷卻器16，總回油路通過冷卻器16和回油過濾器2-3流回油箱1，設置的冷卻器16用于實現對回油管路內回流油的冷卻降溫，在液壓馬達11的正轉進油路上設置馬達進油壓力表9-1、給進油缸11的前進進油路上設置給進油缸前進進油壓力表9-2、給進油缸12的后退進油路上設置給進油缸后退進油壓力表9-3、卡盤油缸11的夾緊油路上設置卡盤夾持器進油壓力表9-4、總回油路上設置回油壓力表9-5，用以監測相應油路的油液壓力。
[0020]本發明中所說的馬達方向控制閥7-1、給進油缸方向控制閥7-2均為手動三位六通閥，卡盤方向控制閥7-3、夾持器方向控制閥7-4均為手動二位四通閥。
[0021]參見圖1，全液壓鉆機聯動式液壓系統，其工作過程如下:
鉆孔工作包括兩個連續過程:鉆孔過程、鉆桿起拔過程；鉆孔過程為:啟動電動機4、執行擰緊鉆桿動作、鉆孔動作、掃孔動作、快速后退動作，以此循環動作完成鉆孔工作。在鉆孔完成后，需要進行鉆桿起拔過程，鉆桿起拔過程為:執行退鉆桿動作、拆卸鉆桿動作、快速前進工作，以此循環動作完成鉆桿起拔工作。各動作具體描述如下:
1、擰緊鉆桿動作:將馬達方向控制閥7-1撥至前位、給進方向控制閥7-2撥至中位、卡盤油缸方向控制閥7-3撥至前位、夾持器油缸方向控制閥7-4撥至后位，此時，液壓馬達11正轉、給進油缸12停止、卡盤油缸13和夾持器油缸14執行夾緊動作，分別使卡盤和夾持器處于夾緊狀態，以此執行擰緊鉆桿工作。
[0022]2、鉆孔動作:將馬達方向控制閥7-1、給進方向控制閥7-2、卡盤油缸方向控制閥7-3、夾持器油缸方向控制閥7-4均撥至前位，此時液壓馬達11正轉，卡盤油缸13執行夾緊動作夾緊卡盤、夾持器油缸14執行松開動作松開夾持器，給進油缸12執行前進動作，以此執行鉆孔動作。
[0023]3、掃孔動作:將馬達方向控制閥7-1、卡盤油缸方向控制閥7-3、夾持器油缸方向控制閥7-4均撥至前位，給進方向控制閥7-2快速循環撥到后位與前位，此時液壓馬達11正轉，卡盤油缸13執行夾緊動作夾緊卡盤、夾持器油缸14執行松開動作松開夾持器，給進油缸12執行快速前進與后退動作，以此執行掃孔工作。
[0024]4、進鉆桿動作:將馬達方向控制閥7-1撥至中位，卡盤油缸方向控制閥7-3、夾持器油缸方向控制閥7-4、給進方向控制閥7-2均撥至前位，此時液壓馬達11停止，卡盤油缸13執行夾緊動作夾緊卡盤、夾持器油缸14執行松開動作松開夾持器，主液壓泵3-1和副液壓泵3-2聯合供油給進油缸12執行快速前進動作，以此執行進鉆桿動作。
[0025]5、退鉆桿動作:將馬達方向控制閥7-1撥至中位，卡盤油缸方向控制閥7-3、夾持器油缸方向控制閥7-4均撥至前位，給進方向控制閥7-2撥至后位，此時液壓馬達11停止，卡盤油缸13執行夾緊動作夾緊卡盤、夾持器油缸14執行松開動作松開夾持器，主液壓泵
3-1和副液壓泵3-2聯合供油給進油缸12執行快速后退動作，以此執行退鉆桿動作。
[0026]6、拆卸鉆桿動作:將馬達方向控制閥7-1撥至后位，給進方向控制閥7-2撥至中位，卡盤油缸方向控制閥7-3撥至前位、夾持器油缸方向控制閥7-4撥至后位，此時液壓馬達11反轉，給進油缸12停止，卡盤油缸13執行夾緊動作夾緊卡盤、夾持器油缸14執行夾緊動作夾緊夾持器，以此執行拆卸鉆桿動作。
[0027]7、快速前進或后退動作:將馬達方向控制閥7-1撥至中位，卡盤油缸方向控制閥7-3、夾持器油缸方向控制閥7-4均撥至前位，給進方向控制閥7-2撥至前位或后位，此時液壓馬達11停止、卡盤油缸13執行公開動作松開卡盤、夾持器油缸14執行夾緊動作夾緊夾持器，主液壓泵3-1和副液壓泵3-2聯合供油給進油缸12執行快速前進或后退動作，以此執行快速前進或后退動作。
【權利要求】
1.一種全液壓鉆機聯動式液壓系統，包括液壓馬達(11)、給進油缸(12)、卡盤油缸(13)、夾持器油缸(14)以及電動機(4)，其特征在于:所述電動機(4)的輸出軸上連接有雙聯液壓泵，所述雙聯液壓泵的吸油輸入端連接油箱，所述雙聯液壓泵的出油端分別通過馬達方向控制閥(7-1)、給進油缸方向控制閥(7-2)連接液壓馬達(11)和給進油缸(12)，所述卡盤油缸(13)和夾持器油缸(14)分別連接卡盤方向控制閥(7-3)和夾持器方向控制閥(7-4)，所述馬達方向控制閥(7-1)的進回油路之間以及給進油缸方向控制閥(7-2)的進回油路之間分別連接回轉梭閥(8-1)和給進梭閥(8-2)，卡盤方向控制閥(7-3)通過回轉梭閥(8-1)、給進梭閥(8-2)分別連接液壓馬達(11)和給進油缸(12)，夾持器方向控制閥(7-4)連接在卡盤方向控制閥(13)上。
2.按照權利要求1所述的全液壓鉆機聯動式液壓系統，其特征在于:所述雙聯液壓泵(3)中的主液壓泵(3-1)、副液壓泵(3-2)的吸油輸入端分別經過主液壓泵吸油過濾器(2-1)、副液壓泵吸油過濾器(2-2)連接油箱(1)，所述主液壓泵(3-1)、副液壓泵(3-2)的出油端通過馬達方向控制閥(7-1)、給進油缸方向控制閥(7-2)分別連接液壓馬達(11)和給進油缸(12)的進回油路，卡盤方向控制閥(7-3)的進油路P2通過回轉梭閥(8-1)、給進梭閥(8-2)分別連接在液壓馬達(11)和給進油缸(12)的進油路上，夾持器方向控制閥(7-4)的進油路P3、回油路T3分別連接在卡盤方向控制閥(13)的出油口 A2及回油口 B2。
3.按照權利要求1所述的全液壓鉆機聯動式液壓系統，其特征在于:所述主液壓泵(3-1)的出油端油路上設置主液壓泵出油路溢流閥(5-1)、給進油缸(12)的前進進油路上設置給進油缸前進油路溢流閥(5-2)、給進油缸(12)的后退進油路上設置給進油缸后退油路溢流閥(5-3)。
4.按照權利要求1所述的全液壓鉆機聯動式液壓系統，其特征在于:所述馬達方向控制閥(7-1)、給進油缸方向控制閥(7-2)的進油端油路上分別設置主液壓泵出油單向閥(6-1)、副液壓泵出油單向閥(6-2)。
5.按照權利要求1所述的全液壓鉆機聯動式液壓系統，其特征在于:所述給進油缸(12)的前進進油路上設置給進調速閥(10)。
6.按照權利要求1所述的全液壓鉆機聯動式液壓系統，其特征在于:所述卡盤油缸(13)與夾持器油缸(14)的進回油路上分別設置卡盤雙向液壓鎖組(15-1)、夾持器雙向液壓鎖組(15-2)。
7.按照權利要求1所述的全液壓鉆機聯動式液壓系統，其特征在于:所述馬達方向控制閥(7-1)、給進油缸方向控制閥(7-2)、卡盤方向控制閥(7-3)、夾持器方向控制閥(7-4)構成控制方向閥組，控制方向閥組均匯總在一條總回油路上，總回油路上上設置有回油過濾器(2-3)、冷卻器(16)，總回油路通過冷卻器(16)和回油過濾器(2-3)流回油箱(I)。
8.按照權利要求1所述的全液壓鉆機聯動式液壓系統，其特征在于:所述液壓馬達(11)的正轉進油路上設置馬達進油壓力表(9-1)、給進油缸(11)的前進進油路上設置給進油缸前進進油壓力表(9-2)、給進油缸(12)的后退進油路上設置進油缸后退進油壓力表(9-3)、卡盤油缸(11)的夾緊油路上設置卡盤夾持器進油壓力表(9-4)、總回油路上設置回油壓力表(9-5)。
9.按照權利要求1所述的全液壓鉆機聯動式液壓系統，其特征在于:所述馬達方向控制閥(7-1)、給進油缸方向控制閥(7-2 )均為手動三位六通閥，卡盤方向控制閥(7-3 )、夾持 器方向控制閥(7-4)均為手動二位四通閥。
【文檔編號】E21B7/00GK104314464SQ201410529761
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月9日 優先權日:2014年10月9日
【發明者】戴建平, 陳光柱, 王永林, 楊懷明, 景建中 申請人:江蘇凱力德科技有限公司