[实用新型]一种凿岩机的凿岩控制系统

摘要

本实用新型公开了一种凿岩机的凿岩控制系统，包括动力机构、先导油源块、凿岩先导阀、换钎辅助阀、凿岩先导控制块、行走先导阀、定位模块、换钎模块、凿岩模块以及凿岩调整模块；通过采用压力补偿和负载敏感控制对执行机构的压力油进行优先选通并行控制，将压力较大的一路反馈至变量泵的负载敏感控制口，使变量泵能根据负载需求并行提供压力和流量，从而避免浪费，降低了能耗；增加液控换向阀组及压力控制阀组，可远程调节执行机构推进、冲击的压力，且可自动实现回转压力控制推进、推进压力控制冲击及冲击压力控制推进；根据钎杆和凿岩钻车中心轴上的螺纹的螺距和凿岩钻车中心轴回转速度。

主权项

一种凿岩机的凿岩控制系统，其特征在于，包括动力机构、先导油源块、凿岩先导阀、换钎辅助阀、凿岩先导控制块、行走先导阀、定位模块、换钎模块、凿岩模块以及凿岩调整模块；所述动力机构包括油泵1、油泵2和油泵3，其中油泵3为定量泵，包含动力口P3;油泵1和油泵2为负载敏感控制的变量泵；油泵1包括动力口P1和负载敏感控制口LS1，油泵2包括动力口P2和负载敏感控制口LS2；所述先导油源块包括二位三通电磁换向阀D1、二位三通电磁换向阀D2、二位三通电磁换向阀D3、二位三通电磁换向阀D4、二位四通电磁换向阀D5、减压阀J1和弹簧复位单向阀M；电磁换向阀D1的工作口D1‑P与油泵1的动力口P1连通的油路上串联减压阀J1和弹簧复位单向阀M，电磁换向阀D1的工作口D1‑A与电磁换向阀D5的工作口D5‑P连通，电磁换向阀D5的工作口D5‑B分别与电磁换向阀D3和电磁换向阀D4的工作口D3‑P、D4‑P连通；电磁换向阀D2的工作口D2‑P与电磁换向阀D1的工作口D1‑A连通；电磁换向阀D1、D2、D3、D4和D5的工作口T均与油箱连通；所述凿岩先导阀包括换向阀A2、换向阀B2、换向阀C2和换向阀D2，均为可自动复位且带比例调节的减压阀，手柄向前推时，换向阀C2导通；手柄向后推时，换向阀B2导通；手柄向左推时，换向阀D2导通；手柄向右推时，换向阀A2导通；先导阀中换向阀A2、B2、C2、D2换向阀A2的工作口A2‑P、换向阀B2的工作口B2‑P、换向阀C2的工作口C2‑P和换向阀D2的工作口D2‑P均与电磁换向阀D5的工作口D5‑B连通；所述凿岩先导控制块包括溢流阀E17、溢流阀E18、二位四通电磁换向阀D6、二位四通电磁换向阀D7、二位二通电磁球阀D9及梭阀X16；其中电磁阀D9的出油口D9‑T所在油路串联溢流阀E17后与油箱连通，工作口D9‑P与凿岩先导阀中的换向阀D2的工作口D2‑A连通；电磁换向阀D6的工作口D6‑P与换向阀C2的工作口C2‑A连通，电磁换向阀D6的工作口D6‑T与梭阀X16的进油口B连通；电磁换向阀D7的工作口D7‑A所在油路串联溢流阀E18后与油箱连通，工作口D7‑T与油箱连通；梭阀X16的工作口X16‑A与换向阀C2的工作口C2‑A连 通，X16‑B与换向阀B2的工作口B2‑A连通，X16‑T与电磁换向阀D7的工作口D7‑P连通；所述行走先导阀包括四个可自动复位且带比例调节的换向阀和两个手柄；四个换向阀分别为换向阀A3、换向阀B3、换向阀C3和换向阀D3；手柄一和手柄二控制四个换向阀的通断：手柄一向前推时，换向阀A3导通，手柄一向后推时，换向阀C3导通；手柄二向前推时，换向阀B3导通，手柄二向后推时，换向阀D3导通；手柄的推动方向控制相应的换向阀A3、换向阀B3、换向阀C3和换向阀D3的通断，并通过偏移角度控制换向阀的阀芯的开口大小；换向阀A3、换向阀B3、换向阀C3和换向阀D3的进油口P均与电磁换向阀D5的工作口D5‑A相通，出油口T均与油箱连通；所述定位模块包括定位先导手柄、定位切换阀组、定位多路阀组；其中定位先导手柄包括四个换向阀和一个带有两个按钮的手柄，手柄控制四个换向阀的通断，并通过偏移角度控制换向阀的开口大小，定位先导手柄接受来自动力机构中的油泵2提供的动力油并给定位切换阀组提供动力油；所述定位先导手柄的四个换向阀A1、B1、C1、D1均为可自动复位且带比例调节的换向阀，手柄向前推时，换向阀A1导通；手柄向后推时，换向阀D1导通；手柄向左推时，换向阀C1导通；手柄向右推时，换向阀B1导通；定位先导手柄中的换向阀A1、B1、C1、D1的工作口A1‑P、B1‑P、C1‑P、D1‑P分别与先导油源块中的换向阀D1的工作口D1‑A连通；换向阀A1、B1、C1、D1的工作口A1‑A、B1‑A、C1‑A、D1‑A依次与定位切换阀组的工作口Y28a‑P、Y28b‑P、Y28c‑P、Y28d‑P连通；所述的定位切换阀组包括二位四通电磁换向阀Y28a、Y28b、Y28c、Y28d、Y29a、Y29b、Y29c、Y29d，其中电磁换向阀Y28a、Y28b、Y28c、Y28d的工作口Y28a‑A、Y28b‑A、Y28c‑A、Y28d‑A分别与电磁换向阀Y29a、Y29b、Y29c、Y29d 的工作口Y29a‑P、Y29b‑P、Y29c‑P、Y29d‑P连通；定位切换阀组中的电磁换向阀Y28a、Y28b、Y28c、Y28d的工作口Y28a‑P、Y28b‑P、Y28c‑P、Y28d‑P分别与换向阀A1、B1、C1、D1的工作口A1‑A、B1‑A、C1‑A、D1‑A连通；电磁换向阀Y28a、Y28b、Y28c、Y28d的工作口Y28a‑B、Y28b‑B、Y28c‑B、Y28d‑B分别与定位多路阀中液控换向阀的先导控制口连通，电磁换向阀Y29a、Y29b、Y29c、Y29d的工作口Y29a‑B、Y29b‑B、Y29c‑B、Y29d‑B分别与定位多路阀液控换向阀的先导控制口连通，电磁换向阀Y29a、Y29b、Y29c、Y29d的工作口Y29a‑A、Y29b‑A、Y29c‑A、Y29d‑A分别与定位多路阀液控换向阀的先导控制口连通；所述的定位多路阀组包括1个三位七通电磁换向阀D、6个三位七通液控换向阀Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6，14个节流阀N1、N2、N3，N4、N5、N6、N7、N8、N9、N10、N11、N12、N13、N14，7个梭阀X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7和4个单向阀Z1、Z2、Z3、Z4；还包括3个溢流阀E1、E2、E3，1个减压阀J和3个节流阀N15、N16、N17；液控换向阀Y1的工作口Y1‑A和Y1‑B分别与工作口Y1‑X1和Y1‑X2在液控换向阀Y1的内部连通，液控换向阀Y1的工作口Y1‑X1和Y1‑X2所在油路上分别串联节流阀N1和节流阀N2后并接在梭阀X1的一个进油口上；液控换向阀Y1的工作口Y1‑A和Y1‑B与抬臂油缸连通，且工作口Y1‑A和Y1‑B所在油路上分别串联单向阀Z1和单向阀Z2后还与油箱连通；梭阀X1的出油口通过节流阀N15连接变量泵的压力敏感控制口Ls1，液控换向阀Y1的先导控制口Y1‑d1、Y1‑d2与电磁换向阀Y29c、Y29d的工作口Y29c‑A、Y29d‑A连通；液控换向阀Y2的工作口Y2‑A和Y2‑B分别与工作口Y2‑X1和Y2‑X2在液控换向阀Y2的内部连通，液控换向阀Y2的工作口Y2‑X1和Y2‑X2所在油路上分别串联节流阀N3和节流阀N4后并接在梭阀X2的一个进油口上；液控换向阀Y2的工作口Y2‑A和Y2‑B与回转油缸连通，且工作口Y2‑A和Y2‑B所在油路上分别串联单向阀Z3和单向阀Z4后还与油箱连通；梭阀X2的出油口与梭阀X1的另一进油口连通，液控换向阀Y2的先导控制口Y2‑d1、Y2‑d2与电磁换向阀Y28a、Y28b的工作口Y28a‑B、Y28b‑B连通； 液控换向阀Y3的工作口Y3‑A和Y3‑B分别与工作口Y3‑X1和Y3‑X2在液控换向阀Y3的内部连通，液控换向阀Y3的工作口Y3‑X1和Y3‑X2所在油路上分别串联节流阀N5和节流阀N6后并接在梭阀X3的一个进油口上；液控换向阀Y3的工作口Y3‑A和Y3‑B与折臂油缸连通；梭阀X3的出油口与梭阀X2的另一进油口连通，液控换向阀Y3的先导控制口Y3‑d1、Y3‑d2与电磁换向阀Y29a、Y29b、的工作口Y29a‑A、Y29b‑A连通；液控换向阀Y4的工作口Y4‑A和Y4‑B分别与工作口Y4‑X1和Y4‑X2在液控换向阀Y4的内部连通，液控换向阀Y4的工作口Y4‑X1和Y4‑X2所在油路上分别串联节流阀N7和节流阀N8后并接在梭阀X4的一个进油口上；液控换向阀Y4的工作口Y4‑A和Y4‑B与推进器俯仰油缸连通；梭阀X4的出油口与梭阀X3的另一进油口连通，液控换向阀Y4的先导控制口Y4‑d1、Y4‑d2与电磁换向阀Y28c、Y28d的工作口Y28c‑B、Y28d‑B连通；液控换向阀Y5的工作口Y5‑A和Y5‑B分别与工作口Y5‑X1和Y5‑X2在液控换向阀Y5的内部连通，液控换向阀Y5的工作口Y5‑X1和Y5‑X2所在油路上分别串联节流阀N9和节流阀N10后并接在梭阀X5的一个进油口上；液控换向阀Y5的工作口Y5‑A和Y5‑B与推进器摆动油缸连通；梭阀X5的出油口与梭阀X4的另一进油口连通，液控换向阀Y5的先导控制口Y5‑d1、Y5‑d2与电磁换向阀Y29a、Y29b的工作口Y29a‑B、Y29b‑B连通；液控换向阀Y6的工作口Y6‑A和Y6‑B分别与工作口Y6‑X1和Y6‑X2在液控换向阀Y6的内部连通，液控换向阀Y6的工作口Y6‑X1和Y6‑X2所在油路上分别串联节流阀N11和节流阀N12后并接在梭阀X6的一个进油口上；液控换向阀Y6的工作口Y6‑A和Y6‑B与推进器补偿油缸连通；梭阀X6的出油口与梭阀X5的另一进油口连通，液控换向阀Y6的先导控制口Y6‑d1、Y6‑d2与电磁换向阀Y29c‑B、Y29d‑B的工作口Y29c‑B、Y29d‑B连通；电磁换向阀D的工作口D‑A和D‑B分别与工作口D‑X1和D‑X2在电磁换向阀D的内部连通，电磁换向阀D的工作口D‑X1和D‑X2所在油路上分别串联节流阀N13和节流阀N14后并接在梭阀X7的一个进油口上；电磁换向阀D的工作 口D‑A和D‑B与推土铲油缸连通；梭阀X7的出油口与梭阀X6的另一进油口连通，梭阀X7的另一进油口与油箱连通；溢流阀E1、E2、E3并联，溢流阀E1进油口与动力口P连通所在的油路上串联节流阀N16，溢流阀E2进油口与动力口P连通，溢流阀E3进油口与动力口P连通所在的油路上串联节流阀N17和减压阀J，溢流阀E1、E2、E3的出油口与油箱连通；动力机构的动力口P还分别与液控换向阀Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6及电磁换向阀D的进油口Y1‑P、Y2‑P、Y3‑P、Y4‑P、Y5‑P、Y6‑P及D‑P连通；所述换钎辅助阀包括电磁换向阀D8和梭阀X17、梭阀X18、梭阀X19和梭阀X20，其中，电磁换向阀D8为Y型机能的三位四通的电磁换向阀，工作口D8‑P与电磁换向阀D5的工作口D5‑B相连，工作口D8‑T与油箱连通；工作口D8‑A与梭阀X17的进油口X17‑B和梭阀X18的进油口X18‑A均相连，工作口D8‑B与梭阀X19的进油口X19‑B和梭阀X20的进油口X20‑A均相连;梭阀X17的进油口X17‑A与电磁换向阀D6的工作口D6‑A连接；梭阀X19的进油口X19‑A与电磁换向阀D6的工作口D6‑B连接；梭阀X18的进油口X18‑B与换向阀D2的工作口D6‑A连通；梭阀X20的进油口X20‑B与换向阀C2的工作口C2‑A连接；所述换钎模块包括钎库控制模块、钎杆控制模块：所述钎库控制模块包括机械爪摆臂阀、卡盘旋转阀和卡钎器阀，其中机械爪摆臂阀控制机械爪摆臂到钎库和摆臂到凿岩钻车中心轴位置，卡盘旋转阀控制卡盘正转和反转，卡钎器阀控制卡钎器卡紧和打开；机械爪摆臂阀为三位四通电磁换向阀D13，电磁换向阀D13的进油口和回油口分别连接油泵1的动力油口和外接油箱；在电磁换向阀D13工作口D13‑A和工作口D13‑B与机械爪摆臂油缸的工作油口之间正向连接液压锁Z15，液压锁Z15的两个出油口分别与执行机构的两个工作油口相连，液压锁Z15的两个进油口分别与电磁换向阀D13的工作口D13‑A和工作口D13‑B相连； 卡盘旋转阀为三位四通的电磁换向阀D14，电磁换向阀D14的供油口和回油口分别连接油泵1的动力油口和外接油箱；电磁换向阀D14的两个工作口D14‑A和D14‑B分别与卡盘旋转油缸的两个工作油口相连；卡钎器阀为二位四通的电磁换向阀D16，电磁换向阀D16供油口和回油口分别连接油泵1的动力油口和外接油箱；在电磁换向阀D16的工作口D16‑A和工作口D16‑B与卡钎器油缸的工作油口之间正向连接液压锁Z17，液压锁Z17的两个出油口分别卡钎器油缸的两个工作油口相连，液压锁Z17的两个进油口分别与电磁换向阀D16的工作口D16‑A和工作口D16‑B相连；钎杆控制模块包括机械爪阀和压力控制阀组，机械爪阀控制机械爪2打开和夹紧，在机械爪2打开的情况下，压力控制阀组控制机械爪2完全打开或松开，并控制机械爪2在松开状态时的压力，其中：压力控制阀组包括二位二通电磁换向阀D11、溢流阀E27、液控单向阀Z13和液控单向阀Z14：电磁换向阀D11的工作口D11‑A正向串接液控单向阀Z13的进油口，液控单向阀Z13的出油口与机械爪油缸1的工作口A1和机械爪油缸2的工作口A2相连；其中液控单向阀Z13的控制口Z13‑K分别与机械爪油缸1的工作口B1和机械爪油缸2的工作口B2相连，以上三者均与外接油箱连通；电磁换向阀D11的工作口D11‑B正向串接液控单向阀Z14的进油口，液控单向阀Z14的出油口与机械爪油缸1的工作口A1和机械爪油缸2的工作口A2相连；液控单向阀Z14的控制口K与电磁换向阀D11的工作口D11‑B连通；电磁换向阀D11工作口D11‑B与回油口D11‑T之间并联溢流阀E27；所述机械爪阀为二位四通的电磁换向阀D12，电磁换向阀D12供油口和回油口分别连接动力源P1‑LS1油泵的动力油口和外接油箱；电磁换向阀D12的工作口D12‑B与机械爪油缸1的工作口B1和机械爪油缸2的工作口B2均相连，电 磁换向阀D12的工作口D12‑A与电磁换向阀D11的进油口D11P相连；所述凿岩模块包括三位液控换向阀Y7、三位液控换向阀Y8、三位液控换向阀Y9、三位液控换向阀Y10和三位液控换向阀Y11，溢流阀E4、E5、E6、E7、E8、E9、E10、E11、E12、E13、E14、E15、E16，节流孔N18、N19、N20、N21、N22、N23、N28、N29，压力补偿阀G1、G2、G5，单向阀Z5、Z6、Z11、Z12，梭阀X8、X9、X10、X11、X14、X15及1个过滤器；其中：五个液压换向阀均为三位七通液压换向阀，通口分别为工作口A、工作口B、进油口P、两个出油口T并接、工作口X1、工作口X2，先导控制口为d1和d2；当先导控制口d1和d2均不通入压力油时，阀芯处于中位时，进油口P不通，出油口T与工作口A、工作口X1、工作口B以及工作口X2均相通；当先导控制口d1通入压力油时，阀芯处于左位，出油口T不通，进油口P与工作口X2和工作口B相通，出油口T与工作口A和工作口X1相通;当先导控制口d2通入压力油时，阀芯处于右位，出油口T不通，进油口P与工作口X1和工作口A相通，出油口T与工作口B和工作口X2相通；液控换向阀Y7的工作口Y7‑X1和工作口Y7‑X2分别连接梭阀X8的两个进油口，梭阀X8的出油口与梭阀X9的一个进油口相连；进油口P串接单向减压阀G1后与油泵1的动力口P1相连，两个出油口T并接后与油箱连通；单向减压阀G1的控制口K连接梭阀X8的出油口；梭阀X9的出油口连接油泵1的LS1口；溢流阀E6的进油口E6‑P和溢流阀E7的进油口E7‑P分别与液控换向阀Y7的工作口Y7‑X1和工作口Y7‑X2相连；溢流阀E6的回油口E6‑T和溢流阀E7的回油口E7‑T均与进油块的回油口相连通；液控换向阀Y7的工作口Y7‑d1与电磁换向阀D4的工作口D4‑A相通；液控换向阀Y8的工作口Y8‑X1和工作口Y8‑X2分别连接梭阀X10的两个进油口，进油口P串接单向减压阀G2后与油泵1的动力口P1相连，两个出油口T并接后与油箱连通；梭阀X10的出油口与单向减压阀G2的控制口K个梭阀X11的进油口相连；梭阀X11的出油口与梭阀X9的另一个进油口相连；溢流阀 E10的进油口E10‑P和溢流阀E11的进油口E11‑P分别与液控换向阀Y8的工作口Y8‑X1和工作口Y8‑X2相连；溢流阀E10的回油口E10‑T和溢流阀E11的回油口E11‑T均与油箱连通；单向阀Z5反向并联在先导溢流阀E8的进油口E8‑P和出油口E8‑T两端，先导溢流阀E8并联在液控换向阀Y8的工作口Y8‑A和油箱之间；单向阀Z6反向并联在先导溢流阀E9的进油口E9‑P和出油口E9‑T两端，先导溢流阀E9串接在液控换向阀Y8的工作口Y8‑B和油箱之间；液控换向阀Y8的工作口Y8‑d1与梭阀X17的出油口X17‑T连通，液控换向阀Y8的工作口Y8‑d2与梭阀X19的出油口X17‑T连通；液控换向阀Y9的进油口P串接单向减压阀G3后与油泵1的动力口P1相连，两个出油口T并接后与油箱连通；工作口Y9‑X1、工作口Y9‑X2与单向减压阀G3的控制口并接后与梭阀X12的一个进油口相连，梭阀X12的出油口与梭阀X11的另一个进油口相连；工作口Y9‑A和Y9‑B又分别与液压马达一的工作口A1和工作口B1连接;液控换向阀Y10的进油口P串接单向减压阀G4后与油泵1的动力口P1相连，两个出油口T并接后与油箱连通；工作口Y10‑X1、工作口Y10‑X2与单向减压阀G4的控制口并接后与梭阀X12的另一个进油口相连；换向阀A3和C3的工作口分别连接液控换向阀Y9的先导控制口Y9‑d1和先导控制口Y9‑d2;换向阀B3和D3的工作口分别连接液控换向阀Y10的先导控制口Y10‑d1和先导控制口Y10‑d2;工作口Y10‑A和Y10‑B又分别与液压马达二的工作口A2和工作口B2连接;液控换向阀Y11的进油口P串接单向减压阀G5后与油泵2的动力口P2相连，两个出油口T并接后与油箱连通；工作口X1与梭阀X15的一个进油口相连，工作口X2与梭阀X15的另一个进油口相连，梭阀X15的出油口与油泵2的LS2连通；溢流阀E13的进油口E13‑P和溢流阀E14的进油口E14‑P分别与液控换向阀Y11的工作口Y11‑X1和工作口Y11‑X2相连；溢流阀E13的回油口E13‑T和溢流阀E14的回油口E14‑T均与油箱连通；单向阀Z11反向并联在先导溢流阀E15的进油口E15‑P和出油口E15‑T两端，先导溢流阀E15串接在液控换向 阀Y11的工作口Y11‑A和油箱之间；单向阀Z12反向并联在先导溢流阀E16的进油口E16‑P和出油口E16‑T两端，先导溢流阀E16串接在液控换向阀Y11的工作口Y11‑B和油箱之间；工作口Y11‑d1和工作口Y11‑d2分别与梭阀X18的出油口X18‑T和梭阀X20的出油口X18‑T相连；电磁换向阀D9的分别与凿岩控制阀组中的液控换向阀Y11的先导控制口Y11‑d1和液控换向阀组的液控换向阀Y16的先导控制口Y16‑d连通，电磁换向阀D6的工作口D6‑A与凿岩控制阀组中的液控换向阀Y8的先导控制口Y8‑d2连通，电磁换向阀D6的工作口D6‑B与凿岩控制阀组中的液控换向阀Y8的先导控制口Y8‑d1连通，电磁换向阀D7的工作口D7‑B与液控换向阀组中的液控换向阀Y13的先导控制口Y13‑d连通；所述凿岩调整模块包括八个两位三通的液控换向阀Y12、Y13、Y14、Y15、Y16、Y17、Y18、Y19；溢流阀E19、E20、E21、E22、E23、E24和E25；其中液控换向阀Y12的先导控制口Y12‑K与电磁换向阀D3的工作口D3‑A相连；液控换向阀Y13的工作口Y13‑S与液控换向阀Y12的工作口Y12‑P连通，先导控制口Y13‑K与电磁换向阀D7的工作口D7‑B连接；液控换向阀Y13的工作口Y13‑P与梭阀X111的出油口T连接；液控换向阀Y14和液控换向阀Y15的出油口T均与梭阀X111的出油口T连接；液控换向阀Y14的先导控制口Y14‑K与电磁换向阀D8的工作口D8‑B连接；液控换向阀Y15的先导控制口Y15‑K与电磁换向阀D8的工作口D8‑A连接；液控换向阀Y16的先导控制口Y16‑K与换向阀D2的工作口D2‑A连接，工作口Y16‑T与液控换向阀Y8的工作口Y8‑A连通；工作口Y16‑P与液控换向阀Y7的工作口Y7‑X1相连；工作口Y16‑S与液控换向阀Y17的工作口Y17‑P连通，先导控制口Y17‑K与电磁换向阀D3的工作口D3‑A相连；液控换向阀Y17的工作口Y17‑S与液控换向阀Y18的先导控制口Y18‑K连通，液控换向阀Y18的工作口Y18‑P与液控换向阀Y19的工作口Y19‑S连通；液控换向阀Y19的先导控制口Y19‑K与电磁换向阀D4的工作口D4‑A相连，工作口Y19‑T与液控换向阀 Y7的工作口Y7‑X1相连；溢流阀Y19的工作口Y19‑P和防卡阀E25的工作口E25‑T与液控换向阀Y12的工作口Y12‑S相连；溢流阀Y20的工作口Y20‑P和防卡阀E25的工作口E25‑P均与液控换向阀Y13的工作口Y13‑S相连；溢流阀E21串接在液控换向阀Y14的工作口Y14‑S与油箱之间；溢流阀E22串接在液控换向阀Y15的工作口Y15‑S与油箱之间；溢流阀E23串接在液控换向阀Y18的工作口Y18‑S与油箱之间；溢流阀E25串接在液控换向阀Y19的工作口Y19‑S与油箱之间；传感器的控制口和防卡阀E25的先导控制口B均与液控换向阀Y11的工作口Y11‑A连通。