專利名稱：按流量控制的液壓鑿巖機(jī)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液壓流體工作系統(tǒng)，尤其與由控制液體流量以傳遞物理量變化的控制系統(tǒng)有關(guān)。
目前國內(nèi)外液壓鑿巖機(jī)的液壓控制系統(tǒng)，一般是根據(jù)壓力變化進(jìn)行控制的系統(tǒng)，如定量泵、手動(dòng)變量泵、恒壓變量泵和恒功率變量泵系統(tǒng)等，它們的控制方法都是通過控制系統(tǒng)的壓力來控制泵的輸出，以達(dá)到控制液壓鑿巖機(jī)的輸出功率，即沖擊能和沖擊頻率等輸出參數(shù)的目的。為滿足液壓鑿巖機(jī)開孔時(shí)的輕沖擊(半能量)和正常工作時(shí)的重沖擊(全能量)的需要，一般都設(shè)計(jì)了兩級壓力控制回路，例如1989年5月中南工業(yè)大學(xué)出版社出版的、中國齊任賢、劉世勛等編著的《液壓振動(dòng)設(shè)備動(dòng)態(tài)理論和設(shè)計(jì)》一書中，§1.4臺車液壓系統(tǒng)(P7～10)即采用了手動(dòng)變量泵作為系統(tǒng)泵。同時(shí)為獲得輕沖、重沖兩級沖擊壓力，系統(tǒng)中使設(shè)置了二級遠(yuǎn)程壓力調(diào)壓閥。其壓力控制回路由若干分立開關(guān)閥組成，通過操作開關(guān)閥來調(diào)節(jié)液壓鑿巖機(jī)的輸出，但不能實(shí)現(xiàn)對液壓鑿巖機(jī)各輸出參數(shù)的連續(xù)控制，如要獲得多級壓力則必須采用多個(gè)壓力閥，這樣的系統(tǒng)閥件多，油路復(fù)雜，效率低，同時(shí)能量損失造成系統(tǒng)局部高溫，直接影響系統(tǒng)性能的發(fā)揮。
為實(shí)現(xiàn)由有級分立控制向無級連續(xù)集中控制的過渡，簡化油路，減少用閥數(shù)量和溢流等造成的能量損失，提高液壓鑿巖機(jī)的功效，本發(fā)明擬設(shè)計(jì)一種按流量控制的液壓鑿巖機(jī)控制系統(tǒng)。
本發(fā)明的液壓鑿巖機(jī)控制系統(tǒng)，主要由液動(dòng)HD柱塞變量泵(以下簡稱HD泵1)、插裝錐閥(以下簡稱錐閥2)、先導(dǎo)遙控減壓閥(以下簡稱減壓閥3)、液控二位三通換向閥(以下簡稱換向閥4)、安全溢流閥5和液壓鑿巖機(jī)6組成。其中HD泵1可用改進(jìn)的恒壓變量泵取代；減壓閥3可用其它調(diào)壓減壓閥代替；錐閥2與換向閥4的整體功能可用液控單向閥取代；尤其是本發(fā)明設(shè)計(jì)了新的油路，諸如減壓閥3遙控HD泵1，使其無級連續(xù)變化輸出；又以減壓閥3控制換向閥4；而換向閥4作為先導(dǎo)控制閥控制錐閥2的啟閉，使控制系統(tǒng)更為完善、合理。根據(jù)錐閥2在不同工作狀態(tài)下液壓鑿巖機(jī)6的工作情況，將控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)為常閉和常開兩種控制方式即錐閥2關(guān)閉時(shí)，液壓鑿巖機(jī)6不工作，而其開啟時(shí)液壓鑿巖機(jī)6工作，則稱常閉系統(tǒng)；反之，則稱常開系統(tǒng)。常開與常閉系統(tǒng)兩者關(guān)系，在于錐閥2、換向閥4和液壓鑿巖機(jī)6三者之間的油路聯(lián)接不同，二者存在著互非關(guān)系常閉系統(tǒng)是在減壓閥3工作時(shí)，換向閥4右位工作，錐閥2開啟，油流通過錐閥2，推動(dòng)液壓鑿巖機(jī)6工作，否則油流則通過安全溢流閥5空載卸荷(此時(shí)HD泵1處于高壓小流量工況)。非正常工況下的安全卸荷也由安全溢流閥5完成。常開系統(tǒng)是在減壓閥3工作時(shí)，換向閥4右位工作，錐閥2關(guān)閉，油流通過油路13推動(dòng)液壓鑿巖機(jī)6工作，否則油流則通過錐閥2空載卸荷，而非正常工況下的安全卸荷也由安全溢流閥5完成。在上述系統(tǒng)中，減壓閥3的輸出一路接換向閥4，一路接HD泵1。而在常閉系統(tǒng)中，HD泵1的輸出油壓分三路，一路接安全溢流閥5，一路接換向閥4(減壓閥3的一路輸出控制該換向閥4，從而相應(yīng)控制錐閥2的啟閉)，另一路接錐閥2下腔。當(dāng)減壓閥3無壓力油輸出時(shí)，換向閥4左位工作，HD泵1輸出的一路壓力油通過換向閥4的A口、C口和油道12作用到錐閥2閥芯將其壓緊，HD泵1通向錐閥2下腔的壓力油不能頂開錐閥2閥芯，液壓鑿巖機(jī)6不工作；當(dāng)減壓閥3有壓力油輸出時(shí)，換向閥4轉(zhuǎn)為右位工作，即C口、B口接通；錐閥2上腔的油可通過油道12、換向閥4的C口和B口回油箱，從而HD泵1遙向錐閥2下腔的壓力油可頂開錐閥2閥芯，經(jīng)錐閥2閥底推動(dòng)液壓鑿巖機(jī)6工作。通過操縱減壓閥3的手柄，無級改變其傾角，可以獲得連續(xù)的控制壓力油，控制HD泵1的輸出流量，這樣HD泵1的輸出流量也連續(xù)改變，由于液壓鑿巖機(jī)6的功率輸出取決于流量，故該系統(tǒng)只要操縱減壓閥3的手柄并無級改變其傾角，即可無級調(diào)節(jié)液壓鑿巖機(jī)6的沖擊能和沖擊頻率，以適應(yīng)各種沖擊工況要求。同時(shí)，還可以根據(jù)液壓鑿巖機(jī)6鑿巖作業(yè)中的卡釬預(yù)兆，主動(dòng)協(xié)調(diào)地調(diào)節(jié)沖擊能和沖擊頻率，及時(shí)預(yù)防和消除卡釬現(xiàn)象。
由于采用了上述控制系統(tǒng)，不需另設(shè)卸荷回路便可實(shí)現(xiàn)空載卸荷，實(shí)現(xiàn)了對液壓鑿巖機(jī)的無級連續(xù)控制，輕沖(半能量)和重沖(全能量)共一套裝置，可有效地預(yù)防和消除卡釬，提高了液壓鑿巖機(jī)效率，而且，系統(tǒng)的組成元件少，油路簡單，可靠性好，設(shè)備移動(dòng)方便。


圖1是按流量控制的液壓鑿巖機(jī)常閉控制系統(tǒng)示意圖；圖2是按流量控制的液壓鑿巖機(jī)常開控制系統(tǒng)示意圖；圖3是不帶換向閥的常開控制系統(tǒng)示意圖。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
實(shí)施例1在圖1所示常閉控制系統(tǒng)中，當(dāng)減壓閥3不工作時(shí)，其控制油道與回油道T相連，油道7不輸出壓力油。此時(shí)啟動(dòng)HD泵1后，由于其工作特性，HD泵1的輸出為高壓小流量油流，此時(shí)錐閥2上腔經(jīng)油道12、換向閥4的C口和A口及油路10、14與錐閥2下腔相連，錐閥2上、下腔加以同樣的壓力油，由于錐閥2的特點(diǎn)，錐閥2閥芯壓緊，處于關(guān)閉狀態(tài)，HD泵1排出的高壓小流量油通過油道11經(jīng)安全溢流閥5回油，液壓鑿巖機(jī)6不工作，系統(tǒng)處于空載溢流狀態(tài)。欲使液壓鑿巖機(jī)6工作，則需操縱減壓閥3的手柄，使其控制口接外界控制壓力油源P，于是其將輸出一定的控制壓力油，一路通過油道7、9推動(dòng)換向閥4，使其處于右位工作；另一路通過油道7、8控制HD泵1的變量活塞，HD泵1輸出的壓力油經(jīng)油道11、14頂開錐閥2閥芯，經(jīng)油道13驅(qū)動(dòng)液壓鑿巖機(jī)6工作。通過操縱減壓閥3的手柄，無級改變其傾角，可以獲得連續(xù)控制油壓以控制HD泵1的輸出流量，使液壓鑿巖機(jī)6的輸出沖擊功率可方便地根據(jù)具體工況要求而改變。這樣，使全能量沖擊和半能量沖擊共用一套裝置和油路也就得以實(shí)現(xiàn)。
實(shí)施例2在圖2所示的常開控制系統(tǒng)中，不操作減壓閥3的手柄時(shí)，油路7同樣不輸出壓力油，換向閥4處于左位工作，油道10的壓力油不能通過換向閥4給錐閥2閥芯以壓力，HD泵1輸出的壓力油經(jīng)油道11、15、14頂開錐閥2的閥芯卸荷，液壓鑿巖機(jī)6不工作，錐閥2處于常開狀態(tài)。當(dāng)操縱減壓閥3的手柄時(shí)，其輸出的控制壓力油經(jīng)油道7、9使換向閥4處于右位工作，油道10的壓力油流經(jīng)換向閥4的B口、C口和油道12給錐閥2閥芯以壓力，使錐閥2關(guān)閉，HD泵1輸出的壓力油經(jīng)油道11、13驅(qū)動(dòng)液壓鑿巖機(jī)6工作。
實(shí)施例3在不需常開常閉的變換而只需系統(tǒng)在常開的條件下工作時(shí)，實(shí)施例2中的換向閥4可以取消，系統(tǒng)成為如圖3所示。即從減壓閥3輸出的控制壓力油一方面通過油道7和8遙控HD泵1，同時(shí)通過油道7和7′進(jìn)入錐閥2的上腔使其處于關(guān)閉狀態(tài)。這時(shí)HD泵1輸出的高壓油經(jīng)油道11、13驅(qū)動(dòng)液壓鑿巖機(jī)6工作。
權(quán)利要求
1.一種按流量控制的液壓鑿巖機(jī)控制系統(tǒng)，由變量泵、換向閥、安全溢流閥和液壓鑿巖機(jī)等組成，其特征是通過所設(shè)的相關(guān)油道，以減壓閥(3)遙控HD泵(1)和換向閥(4)，又以換向閥(4)先導(dǎo)控制錐閥(2)，將其構(gòu)成常閉或常開控制系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征是在常閉系統(tǒng)中，從減壓閥(3)輸出的信號油，通過油道(7)、(9)控制換向閥(4)處于右位工作，經(jīng)油道(12)、C口、B口將錐閥(2)上腔的壓力油向外卸泄，來自HD泵(1)的高壓油P通過油道(11)、(14)打開錐閥(2)，經(jīng)油道(13)控制液壓鑿巖機(jī)(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征是在常開系統(tǒng)中。從減壓閥(3)輸出的信號油，通過油道(7)、(9)控制換向閥(4)處于右位工作，來自HD泵(1)的高壓油P，一方面經(jīng)油道(10)、B口、C口、油道(12)作用于錐閥(2)上腔使其關(guān)閉，另一方面通過油道(11)、(13)控制液壓鑿巖機(jī)(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制系統(tǒng)，其特征是在常開系統(tǒng)中，從減壓閥(3)輸出的信號油，通過油道(7)、(7′)直接進(jìn)入錐閥(2)的上腔將其關(guān)閉，來自HD泵(1)的高壓油P經(jīng)油道(11)、(13)控制液壓鑿巖機(jī)(6)。
全文摘要
一種按流量控制的液壓鑿巖機(jī)控制系統(tǒng)，它由HD泵1、錐閥2、減壓閥3、換向閥4、安全閥5和液壓鑿巖機(jī)6組成，通過所設(shè)油道，將系統(tǒng)連接成常閉和常開兩種控制方式，只需改變減壓閥3手柄的傾角，可以無級連續(xù)改變液壓鑿巖機(jī)的輸出功率，能適應(yīng)各種工況要求，實(shí)現(xiàn)了全能量沖擊和半能量沖擊共用一套裝置，而且油路簡單，元件少，可靠性好，設(shè)備移動(dòng)方便。
文檔編號F15C3/00GK1140228SQ95110838
公開日1997年1月15日 申請日期1995年7月7日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月7日
發(fā)明者楊襄璧, 胡均平, 王琴, 羅松保 申請人:中南工業(yè)大學(xué)