HT_30型高噴鉆機新型液壓系統(tǒng)設(shè)計_圖文

1、HT -30型高噴鉆機新型液壓系統(tǒng)設(shè)計曾蕓,陳家斌,胡軍科(中南大學(xué)機電工程學(xué)院,湖南長沙410075摘要:介紹了與HT -30型高噴鉆機配套的一種新型液壓系統(tǒng)的工作原理以及設(shè)計思想,這種液壓系統(tǒng)通過泵源的合理配置而提高了整個系統(tǒng)的工作效率,并提高了鉆機的使用壽命和可靠性。關(guān)鍵詞:高噴鉆機;液壓系統(tǒng);P LC中圖分類號:T V87111文獻標(biāo)識碼:B 文章編號:1001-3881(200610-118-2A New Hydrauli c System D esi gn of HT -30H i gh -i n jecti on D r illi n g M ach i n eZE NG Yun

2、,CHEN J iabin,HU Junke(Central South University,Changsha Hunan 410075,China Abstract:The operating p rinci p le and design phil os ophy of a new hydraulic syste m matched HT -30high -injecti on drilling ma 2chine were intr oduced 1The hydraulic syste m i m p r oves overall syste m s work efficiency

3、and the drilling machine s useful life and relia 2bility 1Keywords:H igh -injecti on drilling machine;Hydraulic syste m;P LC0引言HT -30型高噴鉆機是一種全液壓動力頭、步履式自行鉆機。主要用于高噴加固及錨桿施工,也可用于工程地質(zhì)的鉆探勘察。在地基加固處理、深基坑側(cè)壁擋土或擋水、基坑底部加固、壩基加固、江堤截滲與防水帷幕等工程中得到了廣泛應(yīng)用。但其原液壓系統(tǒng)在使用過程出現(xiàn)了液壓油油溫過高的現(xiàn)象,并由此引起了密封件使用壽命縮短,進而影響了鉆機的使用壽命和可靠性。高噴鉆機新

4、型的液壓系統(tǒng)正是為了解決這個制約鉆機使用性能的問題而進行設(shè)計的。1噴鉆機新型液壓系統(tǒng)工作原理其液壓系統(tǒng)圖如圖1所示,由PLC 來控制。圖2即為PLC 流程圖,它包括鉆桿旋轉(zhuǎn)、鉆塔起落、卷揚提升、松卡、 鉆桿升降和步履走行等回路。圖1噴鉆機新型液壓系統(tǒng)工作原理圖111鉆桿旋轉(zhuǎn)回路按下電機啟動按鈕S B2,則電機(11k W 帶動油泵工作,此時若旋鈕S A1在旋噴檔,則操作旋噴正轉(zhuǎn)按鈕S B7,電磁換向閥的Y V1得電,鉆桿正轉(zhuǎn);同理,按下S B8時,Y V2得電,鉆桿反轉(zhuǎn)。若旋鈕S A1在擺噴檔,則還需按下擺噴啟動按鈕S B9才能進行擺噴。S Q1和S Q2分別為控制擺噴角度的行程開關(guān),應(yīng)選防水

5、型產(chǎn)品或?qū)ζ溥M行有效防護。鉆桿的轉(zhuǎn)速可通過調(diào)節(jié)泵的排量來改變,最低速度理論上可以達到零,但轉(zhuǎn)速太低時會出現(xiàn)不平穩(wěn)現(xiàn)象。此回路中的溢流閥的調(diào)定壓力控制鉆桿的最大輸出扭矩,一般要求設(shè)定值比系統(tǒng)的最大工作壓力高2MPa,即若實際工作中旋轉(zhuǎn)馬達的最高工作壓力為16MPa,則溢流閥的調(diào)定壓力應(yīng)為18MPa,否則調(diào)定壓力太低時,會使系統(tǒng)迅速升溫,而調(diào)定太高時則起不到安全保護作用。112鉆塔起落回路按下按鈕S B10,則Y V3得電,液壓油經(jīng)電磁換向閥,單向節(jié)流閥和平衡閥進入起塔油缸的無桿腔,將鉆塔頂起;按下S B11,則鉆塔下落。因為鉆塔下落時,油缸承受負性負載,加裝平衡閥的目的是為了防止鉆塔超速下落。在

6、油路中疊加節(jié)流閥的目的是調(diào)節(jié)起塔和落塔的速度,此處節(jié)流閥的型號既可進口節(jié)流也可出口節(jié)流,進口節(jié)流的平穩(wěn)性較差,但調(diào)試簡單;出口節(jié)流的平穩(wěn)性好,但調(diào)試過程中容易導(dǎo)致油缸的有桿腔超壓。在液壓原理圖中采用的是進口節(jié)流方式。特別需要說明的一個問題是鉆塔在起升快要到位時,油缸會出現(xiàn)負性負載,此時起塔的速度會突然加快,但因已接近極限點,故不會影響安全。此時比較811機床與液壓20061No 110圖2P LC流程圖好的操作方式是送開S B11,讓其在重力作用下自行豎直。在原理圖中,操縱鉆塔起落的電磁換向閥中位機能為“Y”型,也可以采用中位機能為“O”型的閥。113卷揚提升回路按下S B13則Y V5得電,

7、卷揚馬達正轉(zhuǎn),實現(xiàn)提升;按下S B14,則卷揚馬達反轉(zhuǎn),實現(xiàn)下降。因卷揚馬達為單向工作,故只需在工作邊疊加單向節(jié)流閥以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。114松卡回路將S A2旋至松卡位置,則在給進小油泵(112mL/r不工作和鉆桿不旋轉(zhuǎn)(含旋噴和擺噴兩種狀態(tài)時,鉆卡松開,這種電氣聯(lián)鎖避免工作狀態(tài)下的意外松卡,以保證設(shè)備和人身安全。在松卡狀態(tài)下,第2個油泵(11mL/r的油全部從溢流閥溢流,這會導(dǎo)致油溫的迅速升高。所以決不能長期工作在松卡狀態(tài)。115鉆桿升降回路鉆桿給進需要快速和慢速兩種狀態(tài),并且慢速工作狀態(tài)的時間長,為此專門在回路中增設(shè)一個小油泵(112mL/r,以滿足這種工作狀態(tài)的要求。慢速工作狀態(tài)的速度調(diào)節(jié)由調(diào)

8、速閥實施,盡管也是節(jié)流調(diào)速但因泵的輸出流量小(僅117L/m in,故對系統(tǒng)的溫升影響不大。在快速工作狀態(tài)疊加了雙向節(jié)流閥,以調(diào)節(jié)快速工作時的速度。若動力頭在非工作狀態(tài)下下滑,應(yīng)檢查液控單向閥和另外兩個單向閥的密封面狀態(tài)。另外,升降油缸是否內(nèi)漏也是應(yīng)該注意的原因。116步履油缸回路第二個油泵(11mL/r除向起塔、卷揚提升、松卡和鉆桿升降提供油源外,還向步履缸供油。因為步履動作時不能進行其它操作,故通過Y V9的電磁閥進行選擇操作,其失電時可操縱步履油缸,得電時則不能。油泵2的溢流閥的調(diào)定壓力是系統(tǒng)的最大工作壓力。2結(jié)論該液壓系統(tǒng)采用合理的多泵源結(jié)構(gòu),大大減少了系統(tǒng)的節(jié)流損失,從而使系統(tǒng)效率提高,并大大降低了液壓油的溫升。從而達到了提高高噴鉆機的使用壽命和穩(wěn)定性的目的。參考文獻【1】張金昌,宋志彬,楊大根,等.江河堤壩垂直防滲高壓噴射灌漿技術(shù)J.探礦工程,2000(5:29-32.【2】劉建濤,何俊照.高噴技術(shù)在長江垂直防滲墻