[发明专利]一种动力头多级转速液控调速回路及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种液控调速回路及方法，属于工程机械领域，具体涉及一种动力头多级转速液控调速回路及方法。

背景技术

钻机动力头要求有较大的速度调节范围，以适应不同地层及钻进工艺要求。由于传统机械式动力头转速调节系统速度调节范围小，传动效率低、无法实现钻速无级调节等缺点，液压传动由于其功率重量比大，系统布局灵活，传动效率高等优点。目前钻机动力头回转多采用液压控制,由于变量泵加变量马达组成的容积调速系统在动力头转速调节过程中没有节流及溢流损失，在钻机动力头回转回路上的应用较多，实现了动力头转速的高效无级调节。

随着钻机能力的提高，钻机动力头转速及转矩也随之增加，其动力头多采用两个或两个以上大排量液压马达驱动。为满足钻机转速需求，钻机液压控制系统中液压泵的排量也不断增大，受钻机结构及成本的因素的影响，单纯靠提高液压泵的排量来提高钻机动力头回转马达转速已经无法满足要求。在部分钻机动力头回转控制回路设计中，动力头回转采用变量泵加电或液压比例控制马达方案，此方案虽然解决了在不改变液压泵排量的前提下提高动力头转速，但此方案系统组成复杂、成本较高。在工程机械领域，也有采用多路阀网络，通过改变多个马达串并联关系的速度控制方案。该方案虽然可以实现动力头回转速度范围大调节，但系统组成较复杂，由于多个液压马达串联，上一个动力头回转马达出口高温液压油未经冷却直接进入下一个动力头回转马达，造成液压油温过高，使得液压油迅速老化变质、黏度降低。导致液压系统泄露增加，液压系统容积效率降低和密封件失效。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的动力头转速调节范围受限，调速系统设计复杂，成本较高的技术问题，提供了一种动力头多级转速液控调速回路及方法。提供了一种动力头多级转速液控调速回路及方法。该回路及方法可实现动力回转速度多级转速控制，调速范围大、系统组成简单、成本低，速度转换方便可靠。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种动力头多级转速液控调速回路，包括：

两位两通液控换向阀，至少分为一组，组内相邻两个两位两通液控换向阀的逻辑选择通路之间串联；

液控双速回转马达，至少分为两组，其中至少一组的高压油口与系统进回油口相连；至少一组的高压油口连接于相邻两个两位两通液控换向阀的逻辑选择通路之间；

第一多路换向阀，与两位两通液控换向阀组相连，用于控制所述逻辑选择通路的通断从而控制连接于回路中液控双速回转马达组的数量。

优化的，上述的一种动力头多级转速液控调速回路，两位两通液控换向阀组中的各个两位两通液控换向阀的逻辑选择通路控制位连接于第一多路换向阀的不同输出控制口。

优化的，上述的一种动力头多级转速液控调速回路，各个液控双速回转马达的排量控制口连接第二多路换向阀(11)的不同输出控制口。

优化的，上述的一种动力头多级转速液控调速回路，多路换向阀的压力油口与梭阀的出口相连，其回油口与油箱相连；所述梭阀的两个进口分别连接动力头驱动回路的进回油口。

优化的，上述的一种动力头多级转速液控调速回路，所述第一多路换向阀为三位四通换向阀；

所述两位两通液控换向阀为两组，每组内的一个两位两通液控换向阀的逻辑选择通路控制位连接三位四通换向阀的第一工作油口，另一个两通液控换向阀的逻辑选择通路控制位连接三位四通换向阀的第二工作油口；

所述液控双速回转马达分为两组，其中第一组的高压油口与系统进回油口相连；另一组中第一个液控双速回转马达的高压油口连接于第一组两位两通液控换向阀的两个逻辑选择通路之间，另一组中第二个液控双速回转马达的高压油口连接于第二组两位两通液控换向阀的两个逻辑选择通路之间。

为了解决上述问题，根据本发明的另一个方面，提供了一种动力头多级转速液控调速方法，包括：

将两位两通液控换向阀分为至少一组，组内相邻两个两位两通液控换向阀的逻辑选择通路之间串联；

将液控双速回转马达分为至少两组，将至少一组的高压油口连接于相邻两个两位两通液控换向阀的逻辑选择通路之间；

利用一个第一多路换向阀控制所述逻辑选择通路的通断从而控制连接于回路中液控双速回转马达组的数量。

优化的，上述的一种动力头多级转速液控调速方法，两位两通液控换向阀组中的各个两位两通液控换向阀的逻辑选择通路控制位连接于第一多路换向阀的不同输出控制口。