一种防溶洞卡钎的液压系统和凿岩台车的制作方法

1.本发明涉及工程机械技术领域，特别涉及一种防溶洞卡钎的液压系统和凿岩台车。


背景技术：

2.我们知道，凿岩台车主要应用于隧道施工和矿山施工中，其具有钻孔效率高、安全系数高、环境污染少等优点。
3.凿岩台车在作业过程中常常遇见溶洞、裂缝及不同硬度的岩层等状况，如果不采取应对措施，极易发生卡钻现象，也即钻头在孔内既不能继续钻进，也不能后退，钻头又从孔内抽不出来的现象，也称之为卡钎现象；可见，当发生卡钎现象后，造成钻头和钻杆在施工过程中的大量浪费，不仅增加了施工成本，还降低了施工效率。
4.在现有技术中，凿岩台车的防卡钎系统是通过检测钻杆的旋转压力，当钻杆的旋转压力超过设定值时，凿岩机的推进器停止推进或向后返回，当钻杆的回转压力减小至设定值以下后，凿岩机继续向前推进，这种防卡钎系统只是针对缓变卡钎和裂隙卡钎有效果；而当遇见溶洞时，推进油缸的推进阻力突然降低，导致推进油缸会带动钻杆加速前进，当其抵到溶洞内的碎石时，推进阻力和回转阻力的突然增大使得防卡系统来不及反应，碎石会卡住钻头，溶洞的防卡钎效果不好。
5.综上可知，如何提升防溶洞卡钎的效果是本领域技术人员需要思考的技术问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种防溶洞卡钎的液压系统和凿岩台车，可以实现在遇到溶洞时控制改变油缸的推进速度，从而提升防溶洞卡钎能力。
7.为实现上述目的，本发明提供一种防溶洞卡钎的液压系统，包括推进油缸，推进油缸的有杆腔和无杆腔两者和换向阀连通，无杆腔和换向阀之间的油路上串联有液控比例节流阀和节流阀，节流阀两端并联有液控比例换向阀，液控比例换向阀还连接液控比例节流阀和第一控制油路，且液控比例换向阀包括第一工作位和第二工作位，通过节流阀两端的压差变化，能够改变液控比例换向阀所处的工作位，以使液控比例换向阀位于第一工作位、第二工作位以及两工位之间的任意位置；
8.当液控比例换向阀位于第一工作位时，液控比例换向阀将第一控制油路和液控比例节流阀断开，液控比例节流阀的阀口开度大；当液控比例换向阀逐渐向第二工作位移动时，液控比例换向阀将第一控制油路和液控比例节流阀连通，以使第一控制油路中的油液推动液控比例节流阀进行换向，由于液控比例换向阀位于不同的位置，并且可以进一步配合着阻尼即可获得不同控制压力，进而实现液控比例节流阀的阀口开度逐渐变小。
9.优选地，节流阀两端还并联有液控换向阀，液控换向阀包括连通工作位和断开工作位，液控换向阀还连接用以改变其工作位的第二控制油路。
10.优选地，换向阀连通于油箱。
11.优选地，换向阀包括前进位和后退位，当换向阀位于前进位时，无杆腔进油，且有杆腔排油，当换向阀位于后退位时，无杆腔排油，且有杆腔进油。
12.优选地，换向阀还包括中间位，当换向阀位于中间位时，换向阀断开向推进油缸供油。
13.优选地，换向阀的进液口和回液口之间还串联有溢流阀。
14.优选地，换向阀具体为三位四通阀。
15.优选地，还包括和进液口连通的液压泵，溢流阀位于液压泵和换向阀之间。
16.优选地，液控比例换向阀和液控比例节流阀之间还连通有回油管路，回油管路设有用以控制液控比例节流阀不同输入压力的阻尼。
17.本发明还提供一种凿岩台车，包括上述防溶洞卡钎的液压系统，防溶洞卡钎的液压系统具体为上述任意一项的防溶洞卡钎的液压系统。
18.相对于上述背景技术，本发明提供的防溶洞卡钎的液压系统，包括推进油缸，推进油缸的有杆腔和无杆腔两者和换向阀连通，无杆腔和换向阀之间的油路上串联有液控比例节流阀和节流阀，节流阀两端并联有液控比例换向阀，液控比例换向阀还连接液控比例节流阀和第一控制油路，形成了一个完整的液压回路，且液控比例换向阀包括第一工作位和第二工作位，节流阀两端的压差变化能够改变液控比例换向阀所处的工作位。
19.在本发明中，液控比例换向阀根据节流阀两端的压力差完成的第一工作位置、到第二工作位的切换，从而通过连通第一控制油路实现液控比例节流阀的由开度大的阀口换向成开度小的阀口，最终使得流过节流阀的油量减小，推进油缸推进速度变慢。其控制过程是根据对压差的感应反馈自动进行的，具有很强的灵活性，且需要的阀门数量及种类较少，结构简单，安装方便，且成本较低。
20.发明还提供一种凿岩台车，包括上述任一项的防溶洞卡钎的液压系统，具备上述有益效果，本文此次不在赘述。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
22.图1为本发明所提供的防溶洞卡钎的液压系统的液压原理图。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
25.请参考图1，图1为本发明所提供的防溶洞卡钎的液压系统的液压原理图。
26.本发明提供的防溶洞卡钎的液压系统，包括推进油缸10，推进油缸10的有杆腔b1和无杆腔a1两者和换向阀4连通；换向阀4的工作油口a与推进油缸10的无杆腔a1连接，换向阀4的工作油口b与推进油缸10的有杆腔b1连通。其中，换向阀4可连通油箱11。
27.无杆腔a1和换向阀4的工作油口a之间连接的油路上串联有液控比例节流阀5和节流阀8，节流阀8的作用是使其前后i和ⅱ两端产生压力差；且节流阀8的ⅰ和ⅱ两端还并联有液控比例换向阀7，液控比例换向阀7连接液控比例节流阀5和第一控制油路；其中，第一控制油路具有第一控制节点pa。
28.液控比例换向阀7包括第一工作位和第二工作位，节流阀8两端的压差变化能够改变液控比例换向阀7所处的工作位；液控比例换向阀7设置有使其在进行工作时保持在第一工作位的弹簧。
29.当钻头遇见溶洞时，推进阻力的急剧下降会导致推进油缸10推进压力突然下降，使得节流阀8的ⅱ端快速降压，节流阀8的ⅰ和ⅱ端产出较大压差，这时液控比例换向阀7的ⅰ端液控压力对比ⅱ端的液控压力和使液控比例换向阀7在进行工作时保持在第一工作位弹簧力的和还要大，进而控制液控比例换向阀7开始缓变换向，由第一工作位换向成第二工作位，第一控制节点pa控制油通过液控比例换向阀7到达液控比例节流阀5内部，液控比例换向阀7阀口开度的逐渐增大，使得液控比例节流阀5阀芯也缓变换向，液控比例节流阀5阀口开度逐渐变小，进而使通过节流阀8的流量减小，这就使得推进油缸10的推进速度无极变慢，通过节流阀8流量的减小使得其两端压差慢慢变小，当其两端压差使得液控比例换向阀7阀芯两端受力达到平衡时，推进油缸10获得稳定的低速推进速度，这样钻杆可缓慢的穿过溶洞区，防止卡钎情况的发生。
30.当钻头穿越溶洞区重新接触岩层时，由于推进阻力的增加，使得推进回路推进油缸10推进压力增加，液控比例换向阀7阀芯设置弹簧的一端受力大于阀芯另一端受力，则液控比例换向阀7开始向下移动，液控比例换向阀7阀口开始缓变关闭，使得液控比例节流阀5控制油压力缓变减小，则液控比例节流阀5阀芯缓变向左移动，液控比例节流阀5阀口开度逐渐变大，通过节流阀8的流量逐渐增加，则通过推进油缸10无杆腔的流量逐渐增加，进而使得推进油缸10推进速度缓慢增加，直至恢复正常凿岩推进速度。
31.进一步的，节流阀8两端还并联有液控换向阀9，液控换向阀9包括连通工作位和断开工作位，液控换向阀9设置有保持其工作位的弹簧，液控换向阀9在弹簧作用下位于连通工作位。当换向阀4位于后退位时，为了实现推进油缸10快速后退，推进油缸10无杆腔a1压力油经过液控换向阀9连接换向阀4的工作油口a及回液口t返回。
32.液控换向阀9还连接着第二控制油路，第二控制油路具有第二控制节点pb，当凿岩台车正常凿岩运行时第二控制节点pb控制油使液控换向阀9换向至断开工作位，隔断在凿岩运行时的分流。
33.液控换向阀9还可以更换成电磁换向阀，同样适用。
34.进一步的，当无凿岩动作时，当换向阀4位于前进位时，此时液压泵2出口高压油经过换向阀4的进液口p、工作油口a，而后经过液控比例节流阀5和经过液控换向阀9，到达推进油缸10无杆腔a1，使得推进油缸10向前运动，从而实现凿岩机快速推进，推进油缸10有杆腔b1压力油通过换向阀4的工作油口b及回液口t回到油箱11。
35.当换向阀4位于后退位时，此时液压泵2出口高压油经过换向阀4的进液口p和工作
油口b进入油缸10有杆腔b1，实现推进油缸10快速后退，推进油缸10无杆腔a1压力油经过液控换向阀9和液控比例节流阀5连接换向阀4的工作油口a及回液口t回到油箱11。
36.另外，当仅使推进油缸10工作，无凿岩动作时，第一控制节点pa和第二控制节点pb无压力控制油，液控比例节流阀5和液控换向阀9都设置有保持其工作位的弹簧，液控比例节流阀5和液控换向阀9在弹簧作用下都位于常位；其中，针对上述快速推进和快速后退的运动过程，均是无凿岩动作，只进行推进油缸的单独动作工况。
37.进一步的，换向阀4还包括中间位，当换向阀4位于中间位时，换向阀4断开向推进油缸10供油，在停止油缸运作时使用。
38.进一步的，还包括，换向阀4的进液口p和回液口t之间还串联有溢流阀3，在本实施例中起到了保护系统安全的作用。
39.进一步的，换向阀4具体为三位四通阀，两个工作位置于两侧，分别配合液压系统的前进状态和后退状态工作，一个中间位在停止液压系统运行时使用，三位四通阀作为常见设备规范统一，结构简单，易于更替。当然，换向阀4还可以具体为电磁换向阀等，同样适用，本文不再展开。
40.进一步的，换向阀4的进液口p还连通有液压泵2，液压泵2上设有为其供电的电机1；溢流阀3位于液压泵2和换向阀4之间。
41.进一步的，液控比例换向阀7和液控比例节流阀5之间还连通有回油管路，回油管路设有的阻尼6，阻尼6与液控比例换向阀7阀芯不同开口配合，也可以产生不同压力差帮助液控比例节流阀5完成缓变换向，且保证了液控比例换向阀7阀芯关闭时，液控比例节流阀5控制油能够顺利卸荷。
42.本发明所提供的一种具有防溶洞卡钎的液压系统的凿岩台车，包括上述具体实施例所描述的防溶洞卡钎的液压系统；凿岩台车的其他部分可以参照现有技术，本文不再展开。
43.需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
44.以上对本发明所提供的防溶洞卡钎的液压系统和凿岩台车进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。