[实用新型]旋挖钻机旋扩系统直径全闭环控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种旋挖钻机旋扩系统直径全闭环控制装置，属于桩工机械自动控制领域。用于解决旋挖钻旋扩装置钻入地下后进行横向控制扩展直径精确控制问题。 

背景技术

目前国内外工程建筑广泛采用旋挖钻机作为打桩机械，然而目前绝大部分旋挖钻机都是各种直径的竖直孔钻，为了加固混凝土桩柱的稳固性，国外出现了在井下可以横向扩展的钻具，使混凝土桩柱成葫芦形。这就需要通往井下的油路有控制旋扩油缸的工作机能。 

现有旋挖钻机旋扩装置扩孔直径是通过测量进入旋扩油缸液压油流量，推算旋扩直径的： 

d＝f(q) 

d—旋扩半径q—进入旋扩油缸液压油流量 

由于在使用过程中，出现了以下问题，导致旋扩直径尺寸不符合施工要求： 

1.在钻深孔过程中，由于管路上端有微小泄漏情况，管路中形成较大压力，推动油缸大腔进油导致直径变大。如60米深度时，形成6bar的压力，可以推动油缸活塞。 

2.旋扩装置在工作装置受到切削力过载时，旋扩油缸因平衡阀保护机理而伸长或缩短，导致直径尺寸变大或缩小，而工作显示器上无变化。 

3.旋扩油缸由于内泄漏导致直径尺寸变小。 

现有直径尺寸控制是通过液压油流量大小作为检测对象进行控制的，属于半闭环控制，如图1所示。 

发明内容

本实用新型提供一种旋挖钻机旋扩系统直径全闭环控制装置，主要解决旋扩系统在钻入地下一定深度进行横向扩展直径尺寸控制问题，使之形成全闭环控制，大幅度提高尺寸控制的精确度。 

本实用新型是以如下技术方案实现的：一种旋挖钻机旋扩系统直径全闭环控制装 置，它包括旋扩装置固定体，旋扩门，旋扩油缸Ⅰ、旋扩油缸Ⅱ，钻杆，旋挖钻机底盘，油泵，液压胶管；还包括安装在旋挖钻机底盘上的工业PLC，分别安装在旋扩油缸Ⅰ、旋扩油缸Ⅱ内的位移传感器Ⅰ、位移传感器Ⅱ，连接在钻杆上的中心回转体，安装在旋挖钻机底盘上的电比例阀；所述的工业PLC通过数据线与中心回转体、位移传感器Ⅰ、位移传感器Ⅱ连接；还包括连接电比例阀与工业PLC的控制电路；所述的旋扩油缸Ⅰ和旋扩油缸Ⅱ通过液压胶管与电比例阀连接；旋扩油缸Ⅰ和旋扩油缸Ⅱ两端分别与旋扩装置固定体和旋扩门相连；所述的钻杆与旋扩装置固定体相连。 

上述技术方案取消了现有直径控制装置的流量传感器，将位移传感器安装在油缸内部，使用数据线通过中心回转体将信息反馈到工业PLC,提高了尺寸的控制精度。 

本实用新型实现的效果是： 

1.避免了在钻深孔过程中，由于管路上端有微小泄漏情况，管路中形成较大压力，推动油缸大腔进油导致直径变大的现象的发生。 

2.避免了旋扩装置在工作装置受到切削力过载时，旋扩油缸因平衡阀保护机理而伸长或缩短，导致直径尺寸变大或缩小现象的发生。 

3.避免了旋扩油缸由于内泄漏导致直径尺寸变小，而操作者无法得知油缸内泄漏现象的出现。 

4.便于实现先进的PID控制。 

附图说明

下面将结合附图和实例对本实用新型作进一步的详细描述。 

图1是已有半闭环控制与本实用新型全闭环控制对比图。 

图2是本实用新型的各组成部件在旋挖钻机安装位置图。 

图3是本实用新型的液压原理图； 

图4是本实用新型的控制原理图。 

图中：1、旋扩装置固定体，2、旋扩门，3、旋扩油缸Ⅰ，3.1、旋扩油缸Ⅱ，4、位移传感器Ⅰ、4.1、位移传感器Ⅱ，5、钻杆，6、中心回转体，7、数据线，8、旋挖钻机底盘，9、工业PLC，10、电比例阀，11、液压胶管，12、油泵，13、平衡阀，14、控制电路。 

具体实施方式