钻装机液压防卡钎控制系统设计
全液压凿岩钻车防卡钎系统概况
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溢 流 阀控 制 系统 压 力 推 进 油 路 与 转 钎 油 路 不 存 在 信 号 反馈 装 置 在 凿 岩 过 程 中 出 现 卡 钎 时 操 作 者 改 变 推 进方 向 钎 杆 后 退 钎 头 离 开 空 穴 然后重新凿岩 如果操作者不慎造成钎头卡死 退钎 相 当 困 难 影 响 凿 岩 速度 易 造 成 系 统 故 障 推 进 油 路 设 置 节流 阀 和 调 压 阀
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时换 向 使 凿 岩 推 进 油缸 回 转马 达 防卡钎 阀 液控阀 机退 回 图 液 控 防 卡钎 系 统 直 至转 钎 油 压 降低 到 正 常值 时 防卡 钎 阀 自 动 恢 复 到 正 常 推 进 这 种 防卡 钎 方 式 反应 灵 敏 动 作 迅 速 性 能 可 靠 在 防 卡钎 退 回 过 程 中 与 凿 岩 冲 击 系 统 相 连 图 中 未 画 凿 岩 机 自 动处 于 轻 冲 击 状 态 但 液 控 阀 随着 转 钎 压力 的 变 化 会 产 生 压 力 冲 击 阀 芯磨 损 快 容 易 发 生 元件 故 障 转钎 油 路 设 置 压 力 继 电 器
液压钻机的液压系统设计_毕业设计 精品
摘要水平定向钻机铺管技术是目前应用最广泛的非开挖铺管技术之一，可用于穿越道路、河流、建筑物等障碍物铺设管线，具有快速、高效、不破坏环境及影响交通等突出优点。
在当今中国基础设施建设如火如荼的大环境下，拥有广泛的市场前景。
目前，对比与国外先进的水平定向钻机研发水平，我国的钻机研发还处于一个比较落后的水平，因此加快水平定向钻机的研发工作具有明显的社会意义和经济意义。
钻机的液压系统直接负责整机的控制和传动系统，直接影响到系统的各项性能指标，是钻机的关键技术。
本文叙述了水平定向钻机液压系统设计过程。
首先，比较详尽地描述了水平定向钻机的工作原理、各项性能指标、设计参数、结构组成，同时分析了各机构的工况和负载情况，为下一步液压系统的设计提供设计依据。
然后根据前面分析的结果，对液压系统进行设计，并合理选择各子系统的液压元件，最后，进行液压系统的性能验算。
本文设计的液压系统可以使发动机-液压系统的性能达到较好的状态，发动机功率利用率、液压系统传动效率以及钻机的作业效率也比较高。
关键词：水平定向钻机；液压系统设计；液压元件选择；性能验算AbstractHorizontal Directional Drill pipe laying technology is currently the most widely used technique for trenchless pipe-laying can be used across the roads, rivers, buildings, obstacles such as laying pipelines, with a fast, efficient, without damaging the environment and highlight the advantages of traffic. Infrastructure construction in China today in full swing environment, have broad market prospects. At present, the comparison with foreign advanced level of research and development of horizontal directional drilling, drilling rig in China is still in a backward R & D levels, accelerate research and development of horizontal directional drilling has obvious social significance and economic significance.Drilling machine hydraulic system is directly responsible for the control and transmission system, directly affect the system performance is the key technology of drilling rig. This paper describes the design of the hydraulic system of horizontal directional drilling process. First, more detailed description of the horizontal directional cobalt machine works, the performance indicators, design parameters, structure, and analyzes the various agencies working conditions and load conditions, for the next design of the hydraulic system design basis. Then the previous results of the analysis of the hydraulic system design, and a reasonable choice of hydraulic components of each subsystem, and finally, checking the performance of the hydraulic system. This design allows the hydraulic system of the engine - hydraulic system's performance to good condition, engine power utilization, rig hydraulic system transmission efficiency and higher operating efficiency.Key words: horizontal directional drilling; hydraulic system design; hydraulic component selection; performance calculation目录摘要 (I)Abstract ...................................................................................................................................... I I 1. 绪论 (1)1. 1水平定向钻进铺管技术简介 (1)1. 1. 1非开挖技术简介 (1)1. 1. 2水平定向钻进铺管技术简介 (1)1. 2国内外水平定向钻机研发现状和发展 (2)1. 2. 1国外水平定向钻机的研发现状 (2)1. 2. 2国内HDD现状 (2)1. 3水平定向钻机液压系统 (3)1. 3. 1水平定向钻机液压系统简介 (3)1. 3. 2钻机液压系统的发展现状和趋势 (4)1. 4课题背景及论文主要工作内容 (4)1. 4. 1课题背景及来源 (4)1. 4. 2论文主要内容及各章安排 (5)2. 钻机结构及液压系统工况分析 (6)2. 1水平定向钻机的工作原理 (6)2. 1. 1水平定向钻进铺管过程 (6)2. 1. 2钻孔钻进原理 (7)2. 2水平定向钻机的结构特点 (8)2. 2. 1钻机的主要设计参数 (8)2. 2. 2钻机结构的主要组成部分 (10)2. 3钻机液压系统工况分析 (11)2. 3. 1钻杆旋转工况分析 (11)2. 3. 2动力头进退工况分析 (12)2. 3. 3钻具夹紧及拧卸回路工况分析 (13)2. 3. 4履带行走系统工况分析 (14)2. 3. 5支腿支撑回路工况分析 (14)2. 4本章小结 (14)3. 钻机液压系统设计 (17)3.1液压系统的构成和工作原理 (17)3. 2发动机选型和计算 (18)3. 3各液压子系统设计及液压元件选择 (20)3. 3. 1动力头回转系统设计及液压元件选择 (20)3. 3. 2动力头推拉系统设计及液压元件选择 (22)3. 3. 3 泥浆系统设计及液压元件选择 (23)3. 3. 4其他液压元件的选择 (23)4. 液压系统的性能验算 (26)4. 1液压系统压力损失 (26)4. 2液压系统的发热温升计算 (26)4. 2. 1计算液压系统的发热功率 (26)4. 2. 2 计算液压系统的散热功率 (28)4. 2. 3计算油箱散热量 (29)4. 3 计算液压系统冲击力 (30)5. 总结与展望 (32)5. 1研究总结 (32)5. 2研究展望 (32)参考文献 (35)致谢 (37)附录 (38)附录一、液压系统常见故障分析与排除 (38)1 液压系统故障诊断和排除 (38)2 液压元件故障诊断和排除 (43)附录二、译文 (50)1. 绪论1. 1水平定向钻进铺管技术简介1. 1. 1非开挖技术简介非开挖铺管技术是一种新型铺管技术，与传统的开挖作业相比，具有快速、高效、不破坏环境及绿化和不干扰。
一种液压凿岩钻车智能防卡钎控制系统研究
一种液压凿岩钻车智能防卡钎控制系统研究杜超;夏静【摘要】When hydraulic rock dril rig operates at a high speed, its rod is jammed frequently. This paper takes the product Flexi-RocT35/T40 of Atlas Copco as research object to analyze the automatic control system of anti-jamming protection for the hydraulic rock dril rig. When the rotation pressure rises slowly, this system can be used to control the continuous change of the dril feed, so as to prevent the slow rod form being jammed. According to the signal of the rotation pressure( sudden up and down) , it can be used to control the backward running of the feed cylinder to prevent the rod from being jammed. Air flushing is used to discharge the dril ing cuttings, if the signal of the air flushing pressure is suddenly changed, it can be used to control the backward running of the feed cylinder to prevent the rod from being jammed. It also researches on the automatic control system of anti-jamming protection and its working principle to improve its design. It is of the actual reference meaning to the domestic hydraulic rock dril rig.%液压凿岩钻车在高速凿岩时，经常会出现卡钎现象。
TZMX75防突钻装机液压系统的设计
摘 要 ： ， Ｉ Ｚ ＭＸ ７ ５型 钻 装 机 是 对 煤 矿 井 下 “ 双 突” 掘 进工作 面而设计 的， 集 瓦斯探放 、 物料装 运于一 体的高效 新型多功 能钻装设 备。
该 机 在 井 下钻 孔 、 装运 、 行 走 调 动 均 是 由一 个 液 压 泵 站 提 供 动 力源 ， 因 此 其 液 压 控制 系统 性 能 的优 劣 直 接 影 响 到 整 机 的性 能 ， 该 机 型 液
０ 引 言
随 着 国 民经 济 快 速 的 发展 ， 电力 、 能 源 日趋 紧 张 。 由 于我 国的 电力 行业 大 部 分是 火 力 发 电 ，所 以对煤 炭
的需 求量 日益增加 。为 了加 强 安全 生产 。 国家 关 闭 了小
５ ２ ０ ０ ａ ｒ ｍ， ４ ０ ０ ０ ｍｍ（ 水平孔） ； 高度 为 ０ ～ ３ １ ０ ０ ｍ ｍ， ｌ ｌ ０ — ３ １ ０ ０ ｍｍ（ 水平孔 ） ， 装运 能力可 达 １ ８ ０ ｔ ／ ｈ 。 该机后 配套转 载运 输设 备 可 采用 桥式 胶 带转 载机 和可伸 缩 式带 式输 送机 ， 实现连 续运输 ， 以利 于机器效 能 的发 挥 。 Ｔ Ｚ ＭＸ ７ ５型钻 装 机 主要 由钻 机 部 、 装载部 、 刮 板输 送机 、 行 走部 、 机架 、 液 压 系统 、 喷 雾 冷却 系统 及 电气 系 统等 部分组 成 ， 如图 １ 所示 。
挖装机液压控制系统优化设计
Ｏ 引 言
隧道 在钻 爆法 施 工 中 ，出渣 是制 约 隧道 施工 进 度
１１ 节流 控制 ．
节流 控制多路 阀 ．又称为 开 中心直通 回油六 通 阀 ，
通过 控制三 位六通 阀主 阀芯的位 置来 调整 节流 口开度 ，
的瓶颈 ， 接影 响施 工 成本 。而 隧道挖 装 机集 扒 料 、 直 输
ｅ ｅ ｇ － ａ ｉ ｇ ｔ ｅ ｏ ｅ ａ ｉ ｔ ｓ ａｓ ｍｐ ｏ ｅ ． ｎ ｒ ｙ ｓ ｖ ｎ ， ｈ ｐ ｒ ｂｌ ｙ ｉ ｌｏ ｉ ｒ ｖ ｄ ｉ
Ｋｅ Ｗ ｏ ｄ ： ｔｎ ｅ ｌａ ｉｇ ｙ ｒ ｓ ｕ ｎ ｌ ｏ ｄ ｎ ｍａ ｈ ｎ ； ｃ ｎ ｒ ｌ ｂ ｌ ｙ Ｌ ＤＶ ； ｐ ｍｐ ｏ ｔ ｌ ｃ ｉｅ ｏ ｔ ｌ ｉｔ； Ｕ ｏａ ｉ ｕ ｃ ｎ ｒ ｏ
Ｇ Ａ０ Ｈｏ ｇ ｌ ｎ －ｉ
（ｃ ｏｌ ｆＭｅｈ ｎｃ ｌ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｓ ｕｈ ｅｔ Ｊａｔ ｇ ｎｖｒｉ ， Ｃ ｅ ｇ ｕ １０ １ Ｃ ｉａ Ｓ ｈｏ ｏ ｃ ａｉａ Ｅ ｇｎｅｉ ， ｏ ｔｗ ｓ ｉ ｏ Ｕ ｉｅｓｙ ｎ ｏｎ ｔ ｈ ｎ ｄ ６ ０ ３ ， ｈｎ ）
制 （ Ｕ Ｖ） ＬＤ 。
图 １ 节 流 控 制 原 理 图
节 流调 速是 通 过进 油节 流 和旁 路 回油 节 流联 合 控
制， 如增 大节 流 口 １的通 流面 积 ． 同时 减小 节流 口 １ 会
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｂ ｓ ｄ ｏ ｈ ｅ ｆｒ ｎ ｅ ｒ ｑ ｉ ｍｅ ｔ ｏ ｕ ｎ ｌ ｌａ ｉ ｇ ｍａ ｈ ｎ ， ｔ ｒ ｔ ｅ ｃ ｎ ｒ ｌ ｌ ａ ｅ ｓｎ ｏ ｔ ｌ ａ ｄ Ｌ ｓｒ ｃ ： ａ ｅ ｎ ｔ ｅ ｐ ｒ ｍａ ｃ ｅ ｕ ｒ ｏ ｅ ｎ ｓ ｆ ｔ ｎ ｅ ｏ ｄｎ ｃ ｉ ｅ ｈ ｏｔ ｏ ｔｏ， ｏ ｄ ｓ ｎ ｉｇ ｃ ｎｒ ｎ ＵＤＶ ｃ ｎ ｒ ｌ ｌ ｏ ｏｔ ｏ
钻镗两用组合机床的液压控制系统及电气控制系统设计
目录摘要 (1)Abstract (2)1、绪论 (1)1.1、课题的背景 (1)1.2、组合机床概述 (1)1.3、专用组合机床的介绍 (3)1.4、 PLC简介 (4)1.4.1 PLC的定义 (5)1.4.2 PLC的基础知识 (6)1.4.3 PLC的用途 (8)2、钻镗两用组合机床控制概述 (9)2.1、钻镗两用组合机床主电路原理图 (10)2.2、钻镗两用组合机床的工作流程图 (11)2.3、钻镗两用组合机床的控制过程 (11)2.3.1各电磁阀动作状态 (12)2.3.2专用组合机床的总控制过程 (12)3、钻镗两用组合机床的液压系统设计 (12)3.1、确定系统方案 (13)3.2、拟定液压系统图 (14)3.3、液压缸的设计计算 (14)3.3.1液压缸的类型及结构形式 (15)3.3.2液压缸的工作压力 (15)3.3.3计算液压缸的尺寸 (16)3.3.4液压缸各工作阶段的压力、流量和功率计算 (17)3.4、液压缸工况图 (18)3.5、液压缸推力的计算 (19)3.6、液压系统的压力损失计算 (19)4、专用钻孔机床的PLC设计 (19)4.1、输入输出点分配 (21)4.2 、PLC的选择 (22)4.3、专用组合机床PLC控制系统接线图 (23)5、钻镗两用组合机床PLC控制程序 (24)结论 (25)致谢 (26)参考文献 (27)摘要钻镗两用组合机床，属于机械加工用机床。
它由工作台、安装在工作台两端及一侧的导轨，导轨与工作台的边缘平行，钻架通过吊铁和锁紧螺钉安装在导轨上；导轨上设有燕尾，钻架可在导轨上水平移动；钻架包括溜板、溜板上装有传动机构，溜板底面上设有与导轨上的燕尾相配合的燕尾槽，机械滑台上装有主支撑架，主支撑架上装有纵向机械滑台及控制系统，控制系统连接一控制活动按钮站，纵向机械滑台上装有附属支撑架，附属支撑架上通过机械滑台装有水平方向的钻削动力头。
它解决了现有的钻床加工大型零部件特别是回转体直径较大时操作不方便、加工困难等技术问题。
钻、镗两用组合机床液压系统的设计(二)毕业设计
钻、镗两用组合机床液压系统的设计(二)毕业设计
2.液压系统组成
液压系统主要由以下组成部分构成：液压泵、液压缸、液压阀、压力表等。
在这些部
件中，液压泵是液压系统的重要原件，其主要作用是将机床所需的液体压力转换为动能，
供液压系统的其他部件使用。
液压缸是液压系统中的执行部件，其主要功能是根据系统的
压力变化，控制机床设备的运动、位置、速度等参数。
液压阀则是液压系统中的控制部件，其主要用途是根据操作员的指令，调节系统的压力、流量等参数，以控制液压缸的运动状态。
3.液压系统设计原则
设计一个合理稳定的液压系统，需要遵循以下原则：
（1）在设计过程中，需根据机床的工艺特点，合理选择液压泵、液压缸等液压装置的型号、规格。
（2）在进行设计时，需要对液压管路的长度、直径、弯曲处的变形程度等进行考虑，以确保系统的流通性与稳定性。
（3）需要根据液压系统的工作压力与流量，确定合适的液压阀的类型、规格、数量。
（4）在液压系统设计后，需要进行系统试验，以检验其稳定性、运行正常性、各部件的适用性等。
5.结论
本文通过对钻、镗两用组合机床液压系统的设计研究，得出了一系列液压系统方案和
设计原则。
在液压系统方案选择过程中，应结合机床的工艺特点、液压泵的选型、液压管
路的布置、液压阀的安装、液压油的使用等因素，并严格遵循相关液压系统设计标准，以
确保长期稳定、可靠的机床工作状态。
全液压钻机液压系统的设计
全液压钻机液压系统的设计郑州勘察机械厂 张红军 魏永辰 王慧基 马占才 顾荣森KP3500型全液压转盘式钻机是我国第一代全液压特大口径工程钻机，钻孔直径可达3.5 m，深度120m。
该机在国内首先采用四泵双马达组成恒功率回路驱动转盘，并采用液压缸代替卷扬机，起重量大(可达1.2 MN)，速度快，升降平稳，还可以在必要时进行加压钻进。
该钻机1991年年底投入铜陵长江大桥使用，1992年通过建设部鉴定，此后又在广东虎门大桥、福建厦门海沧大桥、南京长江二桥、湖北荆沙长江大桥、浙江钱塘江三桥等国家重大工程中使用，因其效率高、工作平稳而受到施工单位一致好评，并荣获建设部科技进步二等奖和国家级新产品奖。
因此，设计适用可*的液压系统，对保证钻机的使用性能至关重要。
1 液压系统设计的基本原则利用国内外先进技术和成功经验，结合我国国情和钻机的具体使用要求。
力求简单和适用，尽可能地利用最少的液压元件来实现钻机所具备的各种动作。
这样，能够降低故障发生概率，提高能量利用率和钻机的可*性，降低工人劳动强度。
2 主油路系统2.1 调速方式和液压泵的选择液压系统的调速方式有无级调速和有级调速两大类。
无级调速具有调速范围大，能适应不同钻进工艺的要求，但是，变量控制回路和液压泵驱动机构较复杂。
KP3500型全液压钻机采用4台A7V160LV1R恒功率变量泵和2台2QJM62-6.3B低速大扭矩液压马达组成恒功率调速系统，把有级变速和无级变速结合起来，拓宽了调速范围，而且在调速时不需要节流和溢流，能量利用比较合理，效率高而发热少。
由于钻机施工地层情况复杂，负载多变，要求钻机能随负载的变化自动调节转速和转矩，而恒功率变量系统能适应负载工况的要求，即随负载的增加，系统能够自动降低转速，增大转矩。
并能最大限度地利用源动机的功率，达到最佳的钻进效果。
A7V160LV1R恒功率变量泵的工作特点正在于它的排量能随负载压力的变化自动调节，以保证输入功率接近恒定值。
多功能深井钻机的液压系统设计与控制策略
多功能深井钻机的液压系统设计与控制策略随着石油行业的发展，对于深井钻机的要求越来越高，需要具备更精密、高效和多功能的液压系统。
本文将介绍多功能深井钻机的液压系统设计与控制策略。
1.液压系统设计的要求深井钻机的液压系统设计需要满足以下几个方面的要求：1.1 高效性：液压系统设计应确保系统的工作效率高，能够快速、准确地响应操作指令，从而提高钻机的生产效率。
1.2 精确度：液压系统需要具备较高的精确度和稳定性，能够确保钻机在复杂地层中能够准确而稳定地完成钻井作业。
1.3 可靠性：液压系统设计需要考虑到钻机在长时间连续工作过程中的可靠性，能够抵抗较大的振动和冲击，确保系统的稳定运行。
1.4 多功能性：液压系统设计要满足多功能深井钻机的需求，包括不同工况下的可调节性、多路流量与压力控制能力，以适应不同井深和井型的需求。
2.液压系统的基本组成多功能深井钻机的液压系统通常由以下几个基本组成部分组成：2.1 液压泵站：液压泵站是液压系统的能量源，负责向液压系统提供所需的流量和压力。
2.2 液压执行器：液压执行器包括液压缸和液压马达，负责将液压能量转化为机械能，完成钻机的各种运动。
2.3 液压阀组：液压阀组用于控制液压系统的流量、压力和方向，实现对钻机各项功能的控制。
2.4 液压油箱：液压油箱用于储存液压油，保证液压系统的正常运行，并对液压系统进行冷却。
3.液压系统的控制策略为了满足多功能深井钻机的要求，液压系统的控制策略需要考虑以下几个方面：3.1 电控与液控相结合：液压系统可以通过电控和液控相结合的方式实现对钻机的精确控制。
通过采用先进的液压阀技术和传感器，结合电控系统，可以实现对液压系统的精确控制和自动化操作。
3.2 可编程控制器（PLC）：液压系统的控制策略中，可编程控制器可以起到重要的作用。
通过PLC，可以实现对液压系统的智能控制和故障诊断，提高钻机的自动化程度和可靠性。
3.3 混合动力控制：针对深井钻机长时间连续工作的需求，可以考虑引入混合动力控制策略，通过同时使用柴油和电力驱动，以提高燃油的利用效率，降低排放量，延长液压系统的使用寿命。
卧式钻镗组合机床液压系统设计
卧式钻镗组合机床液压系统设计液压系统是卧式钻镗组合机床中非常重要的一部分，它能够提供机床所需的压力和流量，驱动各个液压执行元件实现各种功能。
液压系统的设计对于机床的性能、精度和稳定性都有着至关重要的影响。
首先，我们需要确定液压系统的工作压力和流量。
卧式钻镗组合机床通常需要较高的工作压力和流量，以提供足够的切削力和速度。
在确定工作压力和流量时，需要考虑机床的工作种类和要求，材料的切削性能，以及液压元件的额定参数。
一般来说，工作压力应该保持在液压元件的额定工作范围之内，流量应根据液压执行元件的工作面积和速度来确定。
其次，液压系统的设计需要考虑到系统的紧凑性和封闭性。
液压系统通常包括液压泵、油箱、液压执行元件、液压阀等多个组成部分。
为了节省空间，这些组成部分应该尽可能的集成在一起，形成一个紧凑的结构。
同时，液压系统应该采用封闭式设计，以避免油液的泄漏和污染，保持系统的稳定性和可靠性。
然后，液压系统的设计需要考虑到系统的能耗和噪音。
为了减少系统的能耗，可以采用高效的液压泵和液压阀，以及优化液压系统的布局和管路设计。
此外，为了降低系统的噪音，可以采用低噪音的液压泵和减振措施，以及优化液压油的使用和循环方式。
最后，液压系统的设计还需要考虑到系统的安全性和可靠性。
液压系统是卧式钻镗组合机床中关键的驱动系统，一旦出现故障，可能会导致机床停机，造成损失。
因此，液压系统应该采用可靠性高的液压元件，并配备过载保护装置和紧急停止装置，以确保系统的安全运行。
综上所述，卧式钻镗组合机床的液压系统设计需要考虑多个方面，包括工作压力和流量的确定、系统的紧凑性和封闭性、能耗和噪音的优化，以及系统的安全性和可靠性。
通过合理的设计和选型，可以实现液压系统的高效、稳定和可靠运行，为机床的工作提供良好的动力支持。
毕业设计卧式双面钻镗专用机床液压系统
毕业设计卧式双面钻镗专用机床液压系统卧式双面钻、镗专用机床是使用于金属材料加工的一种机床，其液压系统是其重要的组成部分。
下面将详细介绍该机床液压系统的设计和性能。
一、设计目标该液压系统主要用于实现卧式双面钻、镗专用机床的各种液压动作，包括工件夹紧、刀具进给、液压抱闸等，以确保机床的正常运行和加工质量。
二、液压系统的组成液压系统主要由液压源、执行元件、控制元件和辅助元件四个部分组成。
1.液压源：液压泵是液压系统的核心部件，它通过提供压力油来驱动系统的各个执行元件。
在这种液压系统中，可采用柱塞泵作为液压源，其具有压力稳定、流量大等特点，可以满足机床高速加工的需求。
2.执行元件：主要包括液压缸和液压马达。
液压缸用于实现工件夹紧、刀具进给等线性运动，液压马达用于实现刀具的旋转运动。
3.控制元件：主要包括液压阀、流量控制阀、压力控制阀等。
液压阀用于控制液压系统的流量方向、流速，流量控制阀用于控制液压缸的进给速度，压力控制阀用于保证系统的压力稳定。
4.辅助元件：主要包括油箱、冷却器、滤油器等。
油箱用于储存液压油，冷却器用于降低液压系统的温度，滤油器用于过滤液压油中的杂质，保证系统的工作稳定。
三、液压系统的工作原理在机床加工过程中，液压系统的工作原理如下：1.液压泵将液压油从油箱中吸入，通过压力传动原理将液压油加压送入液压缸或液压马达，实现其运动；2.控制元件根据机床的工艺要求，控制液压系统的各个执行元件的动作，及时调整液压系统的压力、流量。
四、性能要求卧式双面钻、镗专用机床液压系统的性能要求如下：1.系统压力：液压系统应能提供足够的压力，以满足机床加工的需求，通常在10-25MPa之间。
2. 系统流量：液压系统应能提供足够的流量，以保证执行元件的工作速度和精度，通常在30-80L/min之间。
3.压力稳定性：液压系统在运行过程中应具有良好的压力稳定性，避免因压力波动而影响机床的加工质量。
4.控制精度：液压系统的控制元件应具有良好的控制精度，以确保机床的加工精度和稳定性。
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自动先导油控制阀组ꎻ６
防卡钎阀组ꎻ７ 压力表ꎻ２０ 单向阀ꎻ６������ ３
减压阀ꎻ６������ ２㊁６������ ８
快速接头ꎻ２１ 梭阀ꎻ６������ ４
先导油源阀组ꎻ８
图 １㊀ 钻装机液压防卡钎控制系统原理
两位两通液控阀ꎻ７������ １
梭阀ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ７������ ２
减压溢流阀ꎻ７������ ３
㊀ 第 ４１ 卷第 ５ 期
㊀ ２０１３ 年 ５月
Ｃｏａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
煤炭科学技术
Ｖｏｌ������ ４１㊀ Ｎｏ������ ５㊀ Ｍａｙ㊀ ２０１３㊀
钻装机液压防卡钎控制系统设计
( 中国煤炭科工集团重庆研究院ꎬ重庆㊀ ４０００３９)
谭㊀ 正㊀ 生
摘㊀ 要:为解决钻装机在钻孔作业中的卡钎问题ꎬ提出了一种新的防卡钎方案ꎬ 即在冲击油路中设置 三级冲击压力ꎬ利用高压冲洗水压排渣的同时ꎬ 冲洗水压信号控制推进油缸和冲击器先导油路的通 断ꎬ实现自动预防缓慢卡钎ꎬ利用推进压力的突然下降或上升控制冲击器停冲来预防溶洞卡钎ꎬ 利用 钎转压力的上升控制推进油缸后退来预防缓慢卡钎和裂隙卡钎ꎬ 并设计了相应的液压控制系统ꎮ 试 验结果表明ꎬ新液压防卡系统提高了钻装机的防卡钎能力ꎬ可实现自动预防和处理各类卡钎问题ꎮ 关键词:钻装机ꎻ卡钎ꎻ防卡钎控制系统ꎻ液压系统 中图分类号:ＴＤ４２１������ ４㊀ ㊀ ㊀ 文献标志码:Ａ㊀ ㊀ ㊀ 文章编号:０２５３ － ２３３６(２０１３)０５ － ０１０１ － ０３ ＴＡＮ Ｚｈｅｎｇ￣ｓｈｅｎｇ
２㊀ 液压防卡钎控制系统
２������ １㊀ 防卡钎控制方案 ㊀ ㊀ 钻装机防卡钎控制系统应具备自动预防卡钎和 自动消除卡钎功能ꎬ 使钻装机恢复到正常的凿岩钻 孔状态ꎮ 目前国内外各种防卡钎控制系统的基本思 路可归纳为以下 ２ 种: 一种是将钎转压力作为反馈 系统自动使凿岩机改为轻推和轻冲ꎬ 甚至使凿岩机 回退和停冲ꎬ直至钎转油压下降至低于防卡钎压力 动防卡功能ꎻ另一种是将推进压力和钎转压力作为 号控制推进油压ꎬ使推进油压随回转油压的升高而 无极降低ꎬ由此实现自动防卡功能ꎮ 多采用继电器和电磁阀ꎬ 日常防护和后期维修要求 控制信号ꎬ当钎转压力升高到某一设定压力时ꎬ控制 时ꎬ凿岩机才恢复正常的推力和重冲击ꎬ由此实现自 反馈控制信号ꎬ当推进压力突然降低时ꎬ使凿岩机自 动回退ꎬ当回转油压超过正常值时ꎬ回转油压升高信 ㊀ ㊀ 目前ꎬ防卡钎效果较好的控制系统均较复杂ꎬ且
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｎ Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｒｏｄ Ｊａｍｍｉｎｇ Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｄｒｉｌｌｉｎｇ Ｒｉｇ
Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｒｏｄ ｊａｍｍｅｄ ｐｒｏｂｌｅｍ ｉｎ ｔｈｅ ｂｏｒｅｈｏｌｅ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ａｎｄ ｌｏａｄｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅꎬ ａ ｎｅｗ ｒｏｄ ｊａｍｍｅｄ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｐｌａｎ ｗａｓ ｐｒｏｖｉｄｅｄ.Ｔｈａｔ ｗａｓ ｔｏ ｓｅｔ ｕｐ ａ ｔｈｒｅｅ ｓｔａｇｅ ｉｍｐａｃｔ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｉｎ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｉｌ ｃｉｒｃｕｉｔ.Ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｗａｔｅｒ ｆｌｕｓｈｉｎｇ ｗａｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｔｈｅ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ｃｕｔｔｉｎｇｓꎬｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｆｌｕｓｈｉｎｇ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｓｉｇｎａｌ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅ ｄｏｗｎ ｏｒ ｕｐ ｏｆ ｔｈｅ ｐｕｓｈｉｎｇ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｗａｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅ ｓｔｏｐ ｏｒ ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔｏｒ ｔｏ ｐｒｅｖｅｎｔ ｔｈｅ ｒｏｄ ｊａｍｍｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｋａｒｓｔ ｃａｖｅ. ｏｎ－ｏｆｆ ｏｆ ｔｈｅ ｐｕｓｈｉｎｇ ｃｙｌｉｎｄｅｒ ａｎｄ ｐｉｌｏｔ ｏｉｌ ｃｉｒｃｕｉｔ ｏｆ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔｏｒ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｔｈｅ ａｕｔｏ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｌｏｗ ｒｏｄ ｊａｍｍｅｄ.Ａ ｓｕｄｄｅｎ Ｔｈｅ ｒｉｓｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏｄ ｒｏｔａｒｙ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｗａｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｔｏ ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｈｅ ｂａｃｋｗａｒｄ ｏｆ ｔｈｅ ｐｕｓｈｉｎｇ ｃｙｌｉｎｄｅｒ ｔｏ ｐｒｅｖｅｎｔ ｔｈｅ ｓｌｏｗ ｒｏｄ ｊａｍｍｉｎｇ ａｎｄ ｃｒａｃｋ ｒｏｄ ｊａｍｍｉｎｇ.Ａ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｗａｓ ｄｅｓｉｇｎｅｄ.Ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｎｅｗ ｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｒｏｄ ｊａｍｍｉｎｇ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｓｙｓ￣ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｒｏｄ ｊａｍｍｉｎｇ ｈａｎｄｌｉｎｇ. Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: ｄｒｉｌｌｉｎｇ ａｎｄ ｌｏａｄｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅꎻｒｏｄ ｊａｍｍｉｎｇꎻｃｏｎｔｒｏｌ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｒｏｄ ｊａｍｍｉｎｇ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎꎻｈｙｄｒａｕｌｉｃ ｓｙｓｔｅｍ ｔｅｍ ｃｏｕｌｄ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｒｏｄ ｊａｍｍｉｎｇ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｄｒｉｌｌｉｎｇ ａｎｄ ｌｏａｄｉｎｇ ｍａｃｈｉｎｅ ａｎｄ ｃｏｕｌｄ ｒｅａｌｉｚｅ ｔｈｅ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ ａｎｄ
复杂ꎬ且在防卡钎功能和操作灵活性方面存在不足ꎮ 钻装机的推进㊁冲击和钎转油路进行控制ꎬ可实现自
收稿日期:２０１２－１１－２３ꎻ责任编辑:赵㊀ 瑞
引用格式:谭正生. 钻装机液压防卡钎控制系统设计[ Ｊ] . 煤炭科学技术ꎬ２０１３ꎬ４１(５) :１０１－１０３ꎬ１０７.
) ꎬ男ꎬ重庆人ꎬ硕士ꎮ Ｔｅｌ:０２３－６５２３９３８９ꎬＥ－ｍａｉｌ:ｔｚｓ０６０４＠ １２６.ｃｏｍ
两位四通液控换向阀ꎻ６������ ５㊁６������ ７ 单向阀ꎻ７������ ４
油箱ꎻ５������ １㊁５������ ３
平衡阀ꎻ９
推进油缸ꎻ１０
梭阀ꎻ５������ ２㊁５������ ４
冲击器ꎻ１１
两位三通液
蓄能器
阻尼器ꎻ６������ ６㊁
１０２
谭正生:钻装机液压防卡钎控制系统设计
２０１３ 年第 ５ 期
２������ ２㊀ 液压防卡钎控制系统原理
㊀ ㊀ 钻装机的液压防卡钎控制系统的原理如图 １ 所 示ꎮ 该控制系统为开式液压系统ꎬ 主要由主泵㊁ 副 先导油源阀组㊁ 推进油缸㊁ 冲击器和钎转马达等组 成ꎮ 主泵 １ 经多路换向阀 ３ 为钎转马达和钻装机其 他执行机构提供油源ꎬ 副泵 ２ 经多路换向阀 ４ 为推 进油缸 ９㊁冲击器 １０ 和钻装机其他执行机构提供油 源ꎮ 主泵 １ 和副泵 ２ 同时经先导油源阀组 ７ 为所有 的先导控制阀提供油源ꎮ ㊀ ㊀ 钻孔作业前ꎬ 开启冲洗水路ꎬ 冲击器 １０ 中冲洗 水信号进入先导油控制阀组 ５ 中两位两通液控阀 泵㊁多路换向阀㊁自动先导油控制阀组㊁防卡钎阀组㊁
２７ ~ ４２ ｍｍꎬ钻孔深度不大于 ２ ｍꎮ 因此复杂的防卡
１
钎转马达ꎻ１２ 控阀ꎻ５������ ５
主泵ꎻ２
副泵ꎻ３㊁４
６������ ９
方向阀ꎻ５������ ６
液压先导控制阀ꎻ１３
多路换向阀ꎻ５
顺序阀ꎻ６������ １０ ~ ６������ １２
两位两通液控阀ꎻ６������ １
液压先导控制阀装置ꎻ１４ ~ １９ 溢流阀ꎻ６������ １３
作者简介:谭正生( １９８２
１㊀ 卡钎原因
㊀ ㊀ 引起钻装机卡钎的原因很多ꎬ 主要是由于岩石 的节理发育㊁裂隙㊁溶洞等造成ꎮ 根据卡钎过程所表 现的不同特征ꎬ大致可以分为 ３ 种基本类型ꎮ ① 缓 慢卡钎ꎬ主要是排渣不畅或岩石性质不均匀等原因 引起卡钎ꎬ钻装机液压系统的特征是钎转压力和推 进压力超过正常值并逐渐升高到最大值ꎮ ②溶洞卡 钎ꎬ主要是遇到溶洞ꎬ 推进速度过快ꎬ 致使排渣不及 时或钎杆偏斜等原因引起卡钎ꎮ 钻装机液压系统的 特征是钎转压力和推进压力突然下降ꎬ 然后钎转压 力和推进压力快速升高至最大值ꎮ ③ 裂隙卡钎ꎬ 主
９ 不至过快推进ꎬ直接撞击溶洞壁面ꎬ 对钎具和冲击 器有一定的保护作用ꎮ 当钎头通过溶洞再次与岩石 接触时ꎬ 推进压力会陡然上升ꎬ 减压阀 ６������ １ 不起作 用ꎬ冲击器 １０ 开始恢复冲击ꎬ 此时推进压力油将打 开顺序阀 ６������ ９ꎬ 冲击压力由溢流阀 ６������ １０ 限定ꎬ 冲击 器进入较低的压力冲击或停冲状态ꎬ 直至推进压力 下降ꎬ冲击器恢复高压冲击ꎬ 钻装机恢复正常钻孔 作业ꎮ ㊀ ㊀ 当发生缓慢卡钎或裂隙卡钎时ꎬ 钎转压力将逐 渐升高ꎬ直至开启顺序阀 ６������ ６ꎬ 钎转油路中压力油将 经阻尼器 ６������ ５ꎬ推动两位四通液控阀 ６������ ４ 换向ꎬ 使推 进油缸回退ꎻ 当钎转压力下降至低于顺序阀 ６������ ６ 的 设定值时ꎬ 两位四通液控阀 ６������ ４ 在弹簧力的作用下 自动复位ꎬ推进油缸切换为前进状态ꎮ 如此往复修 复炮孔ꎬ直至钎头通过卡钎区域ꎬ钻装机才恢复正常 ２������ ３㊀ 液压防卡钎控制系统特点 的钻孔作业ꎮ ㊀ ㊀ １) 采用高压 冲 洗 水 排 渣ꎬ 可 有 效 预 防 缓 慢 卡 钎ꎻ水压不足时ꎬ自动停止推进和冲击ꎬ 实现主动防 卡钎ꎬ提高防卡钎的安全可靠性ꎮ ㊀ ㊀ ２) 冲击油路设置 ３ 级压力ꎬ 开孔作业时低压冲 击ꎬ正常钻孔作业时高压冲击ꎬ 卡钎时卸荷停冲ꎬ 可 有效实现主动防卡钎ꎬ提高作业效率ꎮ 钎的能力ꎮ ㊀ ㊀ ３) 卡钎时冲击器自动转入轻冲ꎬ 推进油缸往复 运动ꎬ修复炮孔ꎬ实现被动防卡钎ꎬ 提高自动处理卡 ㊀ ㊀ ４) 推进压力较低时冲击器自动停止冲击ꎬ 有效 防止空冲ꎬ保护钎具和冲击器ꎮ 能力ꎮ ㊀ ㊀ ５) 根据不同地质条件ꎬ 可调节各个压力限定元 件的设定值ꎬ增强了钻装机对复杂岩层钻进的适应 ㊀ ㊀ ６) 采用先导油控制阀组可实现推进和冲击动 作的单㊁联控制ꎬ操作简单方便ꎮ