[實用新型]鑿巖機沖擊錘的液壓控制系統

有效

• 申請號: 201520581723.5
• 申請日: 2015-08-05
• 公開（公告）號: CN204921503U
• 公開（公告）日: 2015-12-30
• 發明（設計）人: 廖良金
• 申請（專利權）人: 南車石家莊車輛有限公司
• 主分類號: F15B9/00
• 分類號: F15B9/00;E21B4/14
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 申超平

技術領域

本實用新型涉及液壓控制技術領域，尤其是一種用于鑿巖機沖擊錘的液壓控制系統。

背景技術

鑿巖機沖擊錘主要應用于隧道鉆爆法的機械化施工，為實現鑿巖機在隧道中快速高效地掘進施工，尋找高效可靠的鑿巖機沖擊錘液壓系統控制解決方案就顯得尤為重要。

鑿巖機沖擊錘工作在小沖擊工況下，需將鑿巖機沖擊錘液壓控制系統的工作壓力和流量分別設定為90bar和90l/min；而要實現鑿巖機的大沖擊動作，則需將系統工作壓力和流量分別設定為130bar和120l/min。因此不難發現，要實現鑿巖機沖擊錘的大、小沖擊兩檔功能的正常切換，則既需要控制流入鑿巖機沖擊錘液壓油的流量，也需要控制其工作壓力。為實現鑿巖機沖擊錘的大、小沖擊兩檔功能的低能耗正常切換，故不僅需要控制流入鑿巖機液壓油的流量，也需要控制其工作壓力。

目前國內外廠家大都采用A10VSO變量泵的DRG遠程恒壓控制技術方案來滿足鑿巖機沖擊錘的壓力流量匹配需求，如圖4所示，該系統方案由一個A10VSODRG遠程恒壓控制泵、沖擊錘控制主閥、5個溢流閥組成的壓力控制閥組、2個節流閥組成的節流閥組、一個用于監測沖擊壓力的壓力表、液壓沖擊錘、兩個0.8mm的阻尼孔、電機以及油箱等液壓件組成。其中，在負載敏感泵上集成有流量控制閥⑾以及限定泵最高工作壓力的壓力控制閥。

啟動電機，使A10VSODRG變量泵向系統供油并扳動沖擊錘控制主閥手柄使閥芯位置處在工作位置①小沖擊位上，系統主油路c經過主閥后將一部分油通過油路a并經0.8mm的阻尼孔回油箱，另一部分壓力油則經節流閥組流向沖擊錘使沖擊錘產生動作，為使沖擊錘產生小沖擊的動作，需調節流經節流閥組中節流閥2的流量并使用于監測沖擊壓力的壓力表值顯示為90bar，此時壓力控制閥組中閥1和閥2的液控口分別經油路b與油路a通入壓力油并使閥1和閥2換向，這樣系統便工作在90bar恒定壓力下，滿足了鑿巖機沖擊錘小沖擊動作時所需的工作壓力（90bar）和流量（90l/min是）之間的匹配關系。繼續扳動沖擊錘控制主閥手柄使閥芯位置處在工作位置②大沖擊位上，系統油路全部經節流閥組通往鑿巖機沖擊錘，同理，為使鑿巖機沖擊錘工作在大沖擊位，需調節流經節流閥組的流量并使壓力表的壓力值顯示為130bar，壓力控制閥組中閥1的液控口經油路b接通壓力油使得閥1換向，而閥2的液控口因油路a無壓力油通過使得閥2無法換向，這樣系統便工作在130bar的恒定壓力下，實現了鑿巖機沖擊錘大沖擊動作所需的工作壓力（130bar）和流量（120l/min是）之間的匹配關系。雖然該方案可實現鑿巖機沖擊錘的大、小沖擊動作的切換，但系統采用了較多的液壓件，增加了系統的復雜性與故障點，從而降低了系統的可靠性。

此外，DRG遠程恒壓控制技術在沖擊錘控制主閥處存在不可控制的節流損失。當A10VSODRG變量泵向系統供油并驅動沖擊錘動作時，壓力控制閥組中閥4或閥5的調定壓力Py將加載在A10VSODRG變量泵X口（控制口/外控口）處，由于流量控制閥2兩邊控制油路的壓差恒定（即液壓泵出口與X口壓差恒定，約為18bar左右），泵輸出的壓力Pb在不高于限定泵最高工作壓力的壓力控制閥1（210bar）的情況下工作時，根據泵出口壓力Pb計算公式（Pb=Py+?P）不難發現，泵輸出壓力Pb將處在一個恒定值下工作且不受負載P_L變化的影響。但根據節流閥流量公式（q=K×A×(Pb－P_L)^k,k為流量系數）不難發現，輸入沖擊錘的流量q不僅取決于節流閥組中節流閥的開口面積A，還與沖擊錘負載壓力P_L變化有關，當P_L發生變化時，輸入沖擊錘的流量q也會跟隨變化進而影響了沖擊錘工作的穩定性。

若忽略液壓泵與沖擊錘的效率損失，DRG遠程壓力控制系統的能量損失主要為節流閥組處的節流損失，系統效率為P_L/Pb，由于泵輸出的壓力Pb由壓力控制閥組中閥4或閥5的調定壓力Py確定，因此系統的效率主要由沖擊錘負載壓力P_L決定。當負載P_L值接近與泵輸出的壓力Pb時系統效率較高，然而實際沖擊錘負載壓力P_L值是一個實時變化的值，當負載壓力P_L值遠小于液壓泵口輸出壓力值Pb時，系統的工作效率就會隨著降低。

實用新型內容