[发明专利]旋挖钻机及其主卷扬下放控制方法、主卷扬下放控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种用于旋挖钻机的主卷扬下放控制方法和主卷扬下放控制系统。此外，本发明还涉及一种包括上述主卷扬下放控制系统的旋挖钻机。

背景技术

旋挖钻机是一种适合建筑基础工程中成孔作业的施工机械，其主要利用钻杆和钻斗的旋转，以钻斗自重并加压力作为钻进压力，使土屑装满钻斗后提升钻斗出土。通过钻斗的旋转、挖土、提升、卸土和泥浆置换护壁，反复循环而成孔。

现有技术中，旋挖钻机通常包括伸缩套装的多节(多数为五节)钻杆，在主卷扬下放过程中，随着钻孔深度的增大，逐渐将每节钻杆向下伸出，直至钻头深度达到钻孔深度。在主卷扬下放过程中，如果主卷扬一直保持低速下放，会大大降低旋挖钻机的施工效率；如果一致保持高速下放，则会在第一节钻杆上沿刚接触动力头和钻头刚接触钻孔底部等特殊时刻产生很大的冲击力，损坏动力头和钻杆，产生主卷扬乱绳等现象，存在很大的安全隐患。因此，如何控制主卷扬的下放速度，使其在一般情况下快速下放，而在易产生冲击的特殊情况时提前慢速下放，成为旋挖钻机的主卷扬下放过程中至关重要的问题。

请参考图1，图1为一种旋挖钻机主卷扬下放过程的结构示意图。下面简要介绍现有技术中主卷扬下放控制方法存在的缺陷。

现有技术中，旋挖钻机的主卷扬下放控制完全依靠驾驶人员手动来完成，通过人为实时观察，实时调节控制手柄的前推幅度来控制主卷扬的下放速度。由于这种控制方法中，何时应该减速完全依靠驾驶人员的主观意识和经验来判断，准确性不高，并且由于施工环境的复杂多变，有时旋挖钻机的孔深等数值无法直接观测判断，造成在第一节钻杆刚接触动力头等特殊时刻，钻具承受巨大的负载冲击，损坏动力头和钻杆。

有鉴于此，亟待针对上述技术问题，对现有旋挖钻机的主卷扬设计新的控制方法和控制系统，使其能够在一般情况下快速下放，在易产生冲击的特殊时刻提前慢速下放，从而既提高旋挖钻机的工作效率，又避免钻具受到损坏。

发明内容

本发明要解决的技术问题为提供一种用于旋挖钻机的主卷扬下放控制方法和主卷扬下放控制系统，使主卷扬能够在一般情况下快速下放，而在易产生冲击的特殊情况时提前慢速下放，既提高旋挖钻机的工作效率，又避免钻具受到损坏。本发明要解决的另一个技术为提供一种包括上述系统的旋挖钻机。

为解决上述技术问题，本发明提供一种用于旋挖钻机的主卷扬下放控制方法，在开始下放所述主卷扬后，包括如下步骤：

1)实时检测所述旋挖钻机的动力头位置和第一节钻杆位置；

2)判断所述第一节钻杆上沿与所述动力头上沿的距离是否小于第一预设值；若是，执行步骤3)；若不是，执行步骤4)；

3)减小所述主卷扬的下放速度，使其慢速下放；

4)保持所述主卷扬快速下放。

优选地，所述步骤3)后还包括步骤：

5)检测当前主卷扬拉力；

6)判断所述当前主卷扬拉力是否突变：若是，执行步骤7)；若不是，返回步骤5)；

7)将所述主卷扬的慢速下放状态延长预定时间，在所述预定时间内伸出当前下端钻杆内部的其余钻杆；

8)增大所述主卷扬的下放速度，使其快速下放；

9)检测当前钻头深度、钻孔深度；

10)判断所述钻头深度与钻孔深度之差是否小于第二预设值；若是，执行步骤11)，若不是，返回步骤9)；

11)减小所述主卷扬的下放速度，使其慢速下放。

优选地，所述步骤11)后还包括步骤：

12)检测当前主卷扬拉力；

13)判断所述当前主卷扬拉力是否小于触底保护开启需要的预设主卷扬拉力；若是，执行步骤14)；若不是，返回步骤12)；

14)停止主卷扬下放，开启触底保护。

优选地，所述步骤10)中判断所述钻头深度与钻孔深度之差不小于第二预设值后，还包括步骤：

15)检测当前下端钻杆的伸出长度；

16)判断所述下端钻杆的伸出长度与其总长度之差是否小于第三预设值；若是，返回步骤3)，若不是，返回步骤9)。

优选地，在开始下放所述主卷扬后至所述步骤1)之间还包括步骤：

01)检测所述旋挖钻机的桅杆与X轴的夹角、与Y轴的夹角；

02)判断所述桅杆与X轴的夹角、与Y轴的夹角是否均为零；若是，执行步骤1)；若不是，执行步骤03)；

03)调整所述桅杆角度，使其趋于垂直于水平面，返回步骤01)。