架柱式液压回转钻机全液压系统的充压技术

架柱式液压回转钻机全液压系统的充压技术

支架式自动旋转机枪是近年来广泛应用于煤矿、勘探等项目现场的主要施工设备之一。适用于屋顶孔、放炮孔、砖瓦泵孔、砂浆孔、地址探测孔和其他工程用途孔。适用于岩石坚固系统f10的不同煤层和岩石。钻机可在基本参数表中规定的方位角和倾角范围内任意钻孔,可配多种形式及规格的钻具使用,适用不同钻探要求。它采用全液压驱动无极变速,钻机破岩速度快,钻程长且省时省力,主要由泵站、主机、操作台等部分组成。其中主机主要包括液压推进、液压顶紧及液压旋转等部分。图1为架柱式液压回转钻机实物图。泵站通过防爆电动机驱动油泵转动,将电能转换成顶紧油路、旋转油路和进给油路的液压能(压力油),再通过操纵台上的单向阀和换向阀组将压力油输送到液压执行机构,从而实现钻机的各种功能,具体动作原理参见图2。这是一种架柱式钻机现有市场产品普遍采用的技术,结构简单、施工效率高,且操作方便、实用,由于采用了全液压驱动系统及防爆电机,整机不存在电信号控制,因而杜绝了电火花产生的可能,满足了高瓦斯地下坑道施工的环境要求。架柱式钻机在驱动旋转头向前做进给时,立柱顶紧装置必须顶紧坑道顶、底面而固定,要求顶紧油缸顶紧且其液压系统压力必须大于一定值,以确保整个钻机在前向钻孔作业时不会发生倾倒翻机事故。顶紧液压系统压力由操作台上的一只液压表显示,严格要求操作人员在对钻机进给油缸系统的操作施工中,要时刻注意钻机顶紧装置液压系统的压力表值变化,当其压力低于一定值时,务必人工先给顶紧装置液压系统进行充压操作。这就增加了施工人员操作负担,在恶劣的施工环境下也极易因疏忽造成整机倾倒的翻机事故。1液压自动切换阀组针对架柱式钻机存在的上述问题,文中利用螺纹插装阀等常用液压元件,研究出了一种能实现架柱式钻机顶紧油缸系统充压及其进给油缸系统工作这两种状态全液压自动切换控制的装置。图3显示了该自动切换装置在架柱式钻机系统中的具体应用。比较图2与图3可知:架柱式钻机液压新系统中仅增用了一个全液压控制的自动切换阀组。该全液压自动切换阀组是由常用的几种Vickers阀组合而成,见图4。现结合图3、图4说明全液压自动切换阀组的工作原理。当施工人员完成钻机的移动、安装后,首先操作操作台上的顶紧操作阀,立柱上的顶紧油缸伸展,使立柱撑固住施工坑道的顶、底板,再使顶紧操作阀复中位,这时双联齿轮泵中小泵开始通过顶紧操作阀中位向自动切换阀组供油,自动切换阀开始进入下述工况:(1)初始充液工况。这时单向阀5后的顶紧油缸系统压力低于低压调节压力值p(2)充液向进给切换的工况。由于切换阀向顶紧油缸系统充压,单向阀5后的顶紧油缸内压力持续上升,当p(3)进给向充液切换的工况。保压中的顶紧油缸系统,由于内、外泄漏的客观存在,实际系统压力p(4)充液再次向进给切换的工况。自动切换阀向顶紧油缸系统充压,顶紧油缸内压力p全液压自动切换阀的上述工作原理,可用表1所列的各阀工作状态表来概括。2主缸自动切换设备和功能2.1vicks螺纹插装阀架柱式钻机全液压自动切换装置充分利用市场常用液压元件来实现,阀1、阀2、阀3、阀5均采用Vickers螺纹插装阀,而阀4采用了Vickers板式安装的液控换向阀。图5为全液压自动切换阀组图,图6为全液压自动切换阀组内部结构。2.2自动切换功率p-q图图3所示的自动切换装置能完成对顶紧油缸系统加载、卸载,同时能自动切换成给进给油缸系统供油工作,相应回路的功率特性可用图7所示的p-Q图进行图解分析。图7中p、Q在人工充压不能自动切换到进给供油的状态下,能节省的功率ΔN为而在实现自动切换功能后,当液压泵给顶紧油缸系统充压完成后将立即切换到向进给油缸系统供油工作,此时液压油泵所耗功率N显然,自动切换装置的应用将使系统节省更多的功率。由于两种工况是自动无间隔切换,比人工切换控制在效率上也将有所提高。3与传统的回路相比，设备导线的主要功能和成本3.1顶紧油缸系统压力区间全液压自动切换装置的主要功能如下:(1)自动检测顶紧油缸液压系统的压力,与顶紧油缸系统构成自动充压回路,无需人工控制。(2)顶紧油缸系统压力区间任意控制,压力区间Δp=p(3)实现顶紧油缸系统供油充压与进给油缸系统供油工作液压上的互锁功能,消除了安全隐患。这种全液压自动切换装置,与顶紧油缸系统、进给油缸系统构成的自动充压及进给工作系统,不仅能使顶紧油缸系统在设定的p3.2压力和压力继电器控制回路图8是采用双压力继电器与电磁换向阀配合,实现顶紧油缸系统压力可调式自动切换系统。此回路的工作原理是:工作时,液压泵首先向顶紧油缸系统充压,压力将逐渐上升,低压力继电器、高压力继电器将逐个动作,当低、高压力继电器均发出动作信号时,电磁换向阀切换,油泵向进给油缸系统供油工作;顶紧油缸系统压力在保压的过程中,压力将缓缓下降,当低、高压力继电器均不发出动作信号时,电磁换向阀再次切换,油泵向顶紧油缸系统供油充压。此控制回路的特点是靠两压力继电器的电气动作发出控制信号来实现自动切换,属电、液联合控制回路。下面以表2所列内容,对图4、图8两个自动切换回路作简单比较。4液压自动切换装置的应用针对