[发明专利]凿岩钻机回转推进电液控制方法及其控制回路

说明书

技术领域

本发明涉及一种凿岩钻机回转推进电液控制方法，本发明还涉及实现该凿岩钻机回转推进电液控制方法的控制回路。

背景技术

气动潜孔钻机、液压顶锤钻机、牙轮钻机和切削钻机为凿岩钻机的主流机型，回转、推进为上述凿岩钻机的关键作业动作，回转和推进的耦合控制为凿岩钻机液压控制技术关键点之一。凿岩作业钻进过程复杂，不同的岩层硬度需要不同的推进力；岩层较硬时，钻头较难吃进岩层，需要较大的推进力；岩层较软时，钻头较易吃进岩层，需要较小的的推进力。钻进过程中，岩层硬度是变化的，岩层变硬时，需增大推进力，反之需减小推进力。回转力变化能够反映岩层硬度的变化，回转力增大时，岩层变软，反之岩层变硬。推进力自适应与岩层变化，即可转化为推进力自适应与回转力变化，依据回转力变化主动控制推进力；控制工况为，回转力增大时，控制推进力减小，反之控制推进力增大。可靠的回转控制推进的控制回路及控制方法是实现上述控制需求的基础。

可靠的实现回转控制推进具有一定的技术难度，目前，国内品牌凿岩钻机大都没有回转控制推进功能。国外著名品牌Atlase凿岩钻机推进力控制采用远控负载敏感主泵的方法，但主泵不只给推进油路供油，同时并联给其他油路供油，这就使得不同油路、不同工况工作下主泵压力的远控逻辑复杂，电液逻辑功能阀块应用较多，液压系统故障检测及维修技术难以掌握，维护成本高。国内凿岩钻机开发过程中也存在仿制国外品牌钻机液压控制系统现象，但液压回路的复杂性致使电液逻辑功能阀块的仿制及系统集成匹配细节等很难到位，制约整机作业性能及可靠性。液压控制技术的提升已成为国内凿岩钻机发展的技术核心之一，需要适应液压件及系统匹配技术现状的液压控制技术创新。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种提升钻进过程中的岩层适应性、工况适应性且清晰、简洁、柔性化的凿岩钻机回转推进电液控制方法。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种实现该凿岩钻机回转推进电液控制方法的控制回路。

为了解决上述第一个技术问题，本发明提供的凿岩钻机回转推进电液控制方法，推进压力通过液压电比例溢流阀远控，电比例溢流阀的压力范围以包含最高推进压力和最低推进压力为准则；电比例调节所述电比例溢流阀的设定值，从而实现推进压力的液压电比例远控；回转压力由压力传感器检测并输入控制器输入端口(I1)，作为所述控制器的程序控制输入信号，所述电比例溢流阀的压力特性通过所述控制器输出端口(O1)输出信号控制，所述输入端口(I1)信号与所述输出端口(O1)信号的控制关系依据所述控制器的控制程序，所述控制程序依据凿岩钻机回转控制推进控制工况需求而编制。

为了解决上述第二个技术问题，本发明提供的实现凿岩钻机回转推进电液控制方法的控制回路，包括由第一负载敏感变量泵、第一负载敏感比例多路阀、推进执行机构、液压油箱组成的凿岩钻机推进主油路；包括由第二液压泵、第二液压换向阀、回转马达、液压油箱等组成凿岩钻机回转主油路；所述的第一负载敏感比例多路阀包括首联、推进联和尾联，所述的推进联的第一油口(A1)设有负载敏感外控口(LsA1)，所述的第一负载敏感变量泵的负载敏感口(Ls1)与所述的第一负载敏感比例多路阀的负载敏感口(Ls1′)连接，所述的第一负载敏感比例多路阀的尾联负载敏感泄油口(LsD1)与所述的液压油箱连接；所述的负载敏感外控口(LsA1)与电比例溢流阀的进油口(C)连接，所述的电比例溢流阀回油口(D)与所述液压油箱连接；压力传感器安装在所述的回转马达的回转正转主油路上，所述的压力传感器的检测信号输出端口与控制器的输入端口(I1)连接，所述的控制器的输出端口(O1)与所述的电比例溢流阀的控制信号输入端口连接。

所述的推进联内设有压差补偿器和负载反馈梭阀，所述的压差补偿器的负载反馈口(Ls3)通过所述的推进联的阀芯的下位与所述的负载敏感外控口(LsA1)连接，所述的负载反馈口(Ls3)与所述的负载反馈梭阀的第一进油口(L31)连接，所述的负载反馈梭阀的第二进油口(L32)与所述的液压油箱连接，所述的负载反馈梭阀出油口(L3)与所述的负载敏感口(Ls1′)连接，所述的电比例溢流阀的设定值依次通过所述的推进联的阀芯、压差补偿器、负载反馈梭阀、负载敏感口(Ls1′)反馈至所述的负载反馈口(Ls1)。

所述的控制器的输入端口(I1)的配置与所述的压力传感器输出信号相匹配，以所述的压力传感器的检测信号能够输入所述的输入端口(I1)为准则；所述的输出端口(O1)配置与所述的电比例溢流阀的控制信号相匹配，以所述的输出端口(O1)输出信号能够控制所述的电比例溢流阀为准则。