牙轮钻机进给液压系统及牙轮钻机

1050 编辑：中冶有色技术网来源：安百拓(南京)建筑矿山设备有限公司

2024-02-19 13:40:11

权利要求书： 1.一种牙轮钻机进给液压系统，包括液压油箱(18)，其特征在于，还包括：进给液压缸(1)，其具有无杆腔和有杆腔，用于驱动潜孔锤或牙轮钻头运动；

主液压泵(2)，所述主液压泵为闭式液压泵，其具有第一油口(3)和第二油口(4)，所述第一油口(3)通过第一油路(5)与无杆腔连接，所述第二油口(4)通过第二油路(6)与有杆腔连接；

先导溢流阀(7)，所述先导溢流阀(7)连接在第二油路(6)上，其中，先导溢流阀(7)的进油口与出油口均连接在第二油路(6)上，进油口与出油口之间的油路上设置有第一单向阀(10)；

比例溢流阀(8)，所述比例溢流阀(8)与先导溢流阀(7)的控制油口连接；

电磁开关阀(9)，所述电磁开关阀(9)分别与比例溢流阀(8)和先导溢流阀(7)连接，其被配置为控制所述比例溢流阀(8)和先导溢流阀(7)开闭，以执行第一锁止功能。

2.根据权利要求1所述的牙轮钻机进给液压系统，其特征在于，所述第二油路(6)上设置有锁止平衡阀(11)，其被配置为执行第二锁止功能，所述锁止平衡阀(11)的控制油口连接在第一油路(5)上。

3.根据权利要求1所述的牙轮钻机进给液压系统，其特征在于，所述第二油路(6)上连接有补油单向阀(12)，具有一定压力的液压油经过所述补油单向阀(12)，通过第二油口(4)进入主液压泵(2)，为主液压泵补油。

4.根据权利要求3所述的牙轮钻机进给液压系统，其特征在于，还包括辅助液压泵(15)，其配置为输出一定压力的液压油。

5.根据权利要求4所述的牙轮钻机进给液压系统，其特征在于，所述补油单向阀(12)与辅助液压泵(15)间的油路上设置有第一溢流阀(16)。

6.根据权利要求5所述的牙轮钻机进给液压系统，其特征在于，所述补油单向阀(12)与液压油箱(18)间的油路上设置有第二溢流阀(17)。

7.根据权利要求1所述的牙轮钻机进给液压系统，其特征在于，所述第一油路(5)上连接有泄油平衡阀(13)，用于将回路中多余的液压油泄放至液压油箱(18)。

8.根据权利要求1?7任一项所述的牙轮钻机进给液压系统，其特征在于，所述第二油路(6)上设置有反提压力表(14)，其被配置为实时监测第二油路(6)上的压力。

9.根据权利要求8所述的牙轮钻机进给液压系统，其特征在于，所述液压系统为潜孔锤提供液压动力时，将比例溢流阀的设定压力值调至最大，闭式液压泵的输出压力调至第一压力值，打开电磁开关阀，将钻杆锁止；

逐渐降低比例溢流阀设定压力，直至进给速度和反提压力满足潜孔锤钻孔的使用要求；

当为牙轮钻头提供液压动力时，断开比例电磁阀，开启电磁开关阀，先导溢流阀设定压力为最低值。

10.一种牙轮钻机，其特征在于，包括权利要求1?9任一项所述的牙轮钻机进给液压系统。

说明书：一种牙轮钻机进给液压系统及牙轮钻机技术领域[0001] 本实用新型属于工程机械技术领域，具体涉及一种牙轮钻机进给液压系统及牙轮钻机。背景技术[0002] 目前，在露天矿山的开采过程中，普遍采用两种类型的钻机进行钻孔作业。一种是冲击式钻机，通常用于小孔径作业；另一种是回转式钻机，通常用于大孔径作业。[0003] 按冲击方式不同，冲击式钻机又可分为顶锤式和潜孔式两种类型。顶锤式钻机采用凿岩机在钻杆顶部输出冲击力，进行钻孔。潜孔式钻机采用潜孔锤在钻杆底部输出冲击力，进行钻孔。回转式钻机则采用牙轮钻头在钻杆底部输出扭矩和下压力，进行钻孔，因此又称为牙轮钻机。[0004] 牙轮钻机需要进给系统提供很大的下压力给牙轮钻头，从而产生足够大的扭矩进行破岩钻孔。目前的进给系统大多采用液压驱动，为牙轮钻头提供足够大的下压力。然而，在矿山钻孔作业中，开采人员希望牙轮钻机也能够使用潜孔锤，以应对不同的地质情况。但是，采用潜孔锤进行钻孔时，依靠的是冲击力，不需要很大的下压力，但牙轮钻机的液压进给系统的输出力很大，甚至牙轮钻机钻杆的重量已经超出了潜孔锤工作时所需的下压力，因此，如果直接将牙轮钻头替换成潜孔锤，是难以实现潜孔锤钻孔的。如果想采用潜孔锤进行钻孔，也就必须更换一台潜孔式钻机来完成，这将对成本和效率都产生极大的影响。实用新型内容

[0005] 技术问题：针对现有的牙轮钻机难以完成潜孔锤钻孔的问题，本实用新型提供一种牙轮钻机进给液压系统及牙轮钻机，可以在牙轮钻机上既可以实现利用牙轮钻头钻孔，也可以用潜孔锤钻孔。[0006] 技术方案：第一方面，本实用新型提供一种牙轮钻机进给液压系统，包括液压油箱，还包括：[0007] 进给液压缸，其具有无杆腔和有杆腔，用于驱动潜孔锤或钻头运动；[0008] 主液压泵，所述主液压泵为闭式液压泵，其具有第一油口和第二油口，所述第一油口通过第一油路与无杆腔连接，所述第二油口通过第二油路与有杆腔连接；[0009] 先导溢流阀，所述先导溢流阀连接在第二油路上，其中，先导溢流阀的进油口与出油口均连接在第二油路上，进油口与出油口之间的油路上设置有第一单向阀；[0010] 比例溢流阀，所述比例溢流阀与先导溢流阀的控制油口连接；[0011] 电磁开关阀，所述电磁开关阀分别与比例溢流阀和先导溢流阀连接，其被配置为控制所述比例溢流阀和先导溢流阀开闭，以执行第一锁止功能。[0012] 进一步地，所述第二油路上设置有锁止平衡阀，其被配置为执行第二锁止功能，所述锁止平衡阀的控制油口连接在第一油路上。[0013] 进一步地，所述第二油路上连接有补油单向阀，具有一定压力的液压油经过所述补油单向阀，通过第二油口进入主液压泵，为主液压泵补油。[0014] 进一步地，还包括辅助液压泵，其配置为输出一定压力的液压油。[0015] 进一步地，所述补油单向阀与辅助液压泵间的油路上设置有第一溢流阀。[0016] 进一步地，所述补油单向阀与液压油箱间的油路上设置有第二溢流阀。[0017] 进一步地，所述第一油路上连接有泄油平衡阀，用于将回路中多余的液压油泄放至液压油箱。[0018] 进一步地，所述第二油路上设置有反提压力表，其被配置为实时监测第二油路上的压力。[0019] 进一步地，所述液压系统为潜孔锤提供液压动力时，将比例溢流阀的设定压力值调至最大，闭式液压泵的输出压力调至第一压力值，打开电磁开关阀，将钻杆锁止；[0020] 逐渐降低比例溢流阀设定压力，直至进给速度和反提压力满足潜孔锤钻孔的使用要求；[0021] 当为牙轮钻头提供液压动力时，断开比例电磁阀，开启电磁开关阀，先导溢流阀设定压力为最低值。[0022] 第二方面，本实用新型提供一种牙轮钻机，包括本实用新型提出的任一所述的牙轮钻机进给液压系统。[0023] 本实用新型与现有技术相比，设置了先导溢流阀、比例溢流阀、电磁开关阀，并且在先导溢流阀的进油口和出油口之间设置有第一单向阀，通过上述各阀的组和功能，实现对钻杆的锁止功能，并且通过调节比例电磁阀的通断和设定压力，使得整个进给液压系统既可以为潜孔锤提供液压动力，也可以为牙轮钻头提供液压动力，从而实现了在牙轮钻机上不仅可以用牙轮钻头进行钻孔有，也可以采用潜孔锤进行钻孔，提高了牙轮钻机的适用性，降低了成本，提高了效率。附图说明[0024] 图1为本实用新型的实施例中牙轮钻机液压进给系统的原理图[0025] 1、进给液压缸；2、主液压泵；3、第一油口；4、第二油口；5、第一油路；6、第二油路；7、先导溢流阀；8、比例溢流阀；9、电磁开关阀；10、第一单向阀；11、锁止平衡阀；12、补油单向阀；13、泄油平衡阀；14、反提压力表；15、辅助液压泵；16、第一溢流阀；17、第二溢流阀；

18、液压油箱。

具体实施方式[0026] 下面结合实施例和说明书附图对本实用新型作进一步的说明。说明的是，实施例中的术语“第一”、“第二”等仅是为便于描述，不能理解为对数量等的限制。[0027] 通常，牙轮钻机是采用牙轮钻头进行钻孔，在利用牙轮钻头钻孔时，需要进给系统提供很大的下压力给牙轮钻头，从而产生足够大的扭矩进行破岩钻孔。而采用潜孔锤进行钻孔时，依靠的是冲击力，不需要很大的下压力，而原有的牙轮钻机的液压进给系统的输出力很大，甚至牙轮钻机钻杆的重量已经超出了潜孔锤工作时所需的下压力，因此，如果直接将牙轮钻头替换成潜孔锤，是难以实现潜孔锤钻孔的。[0028] 本实用新型的实施例中，为了能在牙轮钻机上使用潜孔锤，提供了一种牙轮钻机紧急液压系统，该系统可以实现在一个系统上既可以使用潜孔锤进行钻孔，也可以使用牙轮钻头进行钻孔。[0029] 图1示出了本实用新型的实施例中牙轮钻机液压进给系统的原理图。结合图1所示，所提出的液压进给系统包括液压油箱18、进给液压缸1、主液压泵2、先导溢流阀7、比例溢流阀8和电磁开关阀9。其中，液压油箱18用于存储液压油。进给液压缸1可用于给钻孔部件提供动力，当采用牙轮进行钻孔时，就安装牙轮钻头；当采用潜孔锤进行钻孔时，就安装潜孔锤。在进给液压缸1的带动下，通过进给液压缸向上提拉钻杆，或者向下进行钻孔。进给液压缸具有无杆腔和有杆腔，当向有杆腔进油时，钻杆被提升，钻孔部件随之被提升起来；而当向无杆腔进油时，向下进行钻孔。

[0030] 在本实用新型的实施例中，主液压泵2采用的是闭式液压泵，可以用其他动力源驱动，动力源在图1中未示出，具体的可以采用发动机等。主液压泵2可以整个液压系统提供工作油。主液压泵2具有第一油口3和第二油口4，第一油口3通过第一油路5与无杆腔连接，第二油口4通过第二油路6与有杆腔连接。因此，从主液压泵第一油口3输出的工作油，进入进给液压缸1的无杆腔，推动活塞杆伸出，从而带动钻杆向下，进行钻孔；此时，有杆腔中的液压油经第二油口流回主液压泵2。当液压油从第二油口4输出时，液压油进入进给液压缸的有杆腔，活塞杆缩回，将钻杆提升，此时，无杆腔中的液压经第一油口3流回主液压泵2。[0031] 先导溢流阀7连接在第二油路6上，其中，先导溢流阀7的进油口与出油口均连接在第二油路6上，进油口与出油口之间的油路上设置有第一单向阀10。比例溢流阀8，所述比例溢流阀8与先导溢流阀7的控制油口连接；电磁开关阀9，所述电磁开关阀9分别与比例溢流阀8和先导溢流阀7连接，其被配置为控制所述比例溢流阀8和先导溢流阀7开闭，以执行第一锁止功能。[0032] 结合图1，更具体的，先导溢流阀7的控制油口与比例溢流阀8的进油口连接，先导溢流阀7的泄油口与电磁开关阀9的进油口连接；比例溢流阀8的出油口与电磁开关阀9的进油口连接，电磁开关阀9的出油口直接连接液压油箱18。在本实用新型的实施例中，由先导溢流阀7、比例溢流阀8、第一单向阀10以及电磁开关阀的组合功能，实现了一道锁止功能，也就是所谓的第一锁止功能。该锁止功能防止了在利用潜孔锤进行钻孔时，过大的下压力对潜孔锤造成损坏。实现在同一个液压进给系统中，既可以使用牙轮钻头进行钻孔，也可以实用潜孔锤进行钻孔，也主要因为这一组合功能实现的。[0033] 下面对本实用新型的进给液压系统如何能适用潜孔锤和牙轮钻头说明。在利用潜孔锤钻孔是时，前文已经提到，采用潜孔锤进行钻孔时，依靠的是冲击力，不需要很大的下压力，而液压系统本身会输出的压力很大，甚至牙轮钻机钻杆的重量已经超出了潜孔锤工作时所需的下压力。[0034] 因此，在使用潜孔锤钻孔时，输入电信号将比例溢流阀8的设定压力值调至最大。将主液压泵2的输出压力调至某一较低压力值(也就是第一压力值)，输入电信号打开电磁开关阀9，此时钻杆被锁止，不向下进给。

[0035] 在操作时，操作人员可一边降低比例溢流阀8的输入电信号，一边监测反提压力值。随着比例溢流阀8设定压力值的降低，钻杆开始向下移动，直至进给速度和反提压力满足潜孔锤钻孔的使用要求，从而确保潜孔锤不会因为牙轮钻机过大的下压力而损坏。[0036] 具体的，可以在第二油路6上设置有反提压力表14，其被配置为实时监测第二油路6上的压力，使得操作人员可以实时监测反提压力表的数据。

[0037] 当采用牙轮钻头钻孔时，断开比例溢流阀8的输入电信号，将电磁开关阀9开启，此时先导溢流阀7的设定压力为最低值，先导溢流阀7相当于一个不起控制作用的固定通道。此时，进给液压系统需要提供很大的下压力给牙轮钻头，主液压泵2的设定压力可以达到最大值。

[0038] 根据上述的说明，在一个进给液压系统中，操作人员可以根据现场需求，选择是采用潜孔锤进行钻孔，还是选择牙轮钻头进行钻孔，而不需要有不同的钻机独立实现。此外，所提供的进给液压系统是一个闭式液压系统，相对于现有的牙轮钻机的进给液压系统，节能性更好。并且相对于采用液压马达加减速机提供下压力的液压系统，体积更小，可以在有限的塔架空间内合理布置。[0039] 进一步地，在本实用新型的实施例中，第二油路6上设置有锁止平衡阀11，其被配置为执行第二锁止功能，所述锁止平衡阀11的控制油口连接在第一油路5上。锁止平衡阀11的作用相当于增加了一道锁止功能，在进行钻孔时，通过与第一锁止功能配合，使得钻杆能够被可靠的锁止。[0040] 在本实用新型的实施例中，第二油路6上连接有补油单向阀12，具有一定压力的液压油经过所述补油单向阀12，通过第二油口4进入主液压泵2，为主液压泵2补油。因为在本实用新型的实施例中，主液压泵2采用的是闭式液压泵，那么当进给液压缸1的活塞杆伸出时，由于进给液压缸1的两个工作腔的面积不相等，进给液压缸1伸出时有杆腔输出的液压油流量比闭式液压泵输出的流量更小，少于闭式液压泵低压侧(此时为第二油口处)需要吸入的流量。因此，需要补充额外的流量至这个闭式回路中，补油单向阀12则起到该作用。液压缸伸出时，补油单向阀12从液压油箱或者带一定压力的回油管路中导入额外的补油流量给闭式液压泵吸入。[0041] 此外，为了能够在补油时提供一定的压力的液压油，在本实用新型的实施例中，进给液压系统还包括辅助液压泵15，辅助液压泵15可以输出带有一定压力的液压油，从而经过补油单向阀12，为主液压泵2补油。在本实用新型的一个实施例中，可以采用同一个动力源为主液压泵2和辅助液压泵提供动力。[0042] 进一步地，补油单向阀12与辅助液压泵15间的油路上设置有第一溢流阀16，结合图1所示，第一溢流阀16能够确保主液压泵控制油压力足够，当超过第一溢流阀16的设定压力后，液压油经补油单向阀12为主液压泵2补油。[0043] 除此之外，在本实用新型的实施例中，在补油单向阀12与液压油箱18间的油路上设置有第二溢流阀17，可以通过第二溢流阀17来设定补油压力，并且将多余的液压油释放进入液压油箱18。[0044] 由于进给液压缸1两个工作腔的面积不相等，液压缸缩回时无杆腔输出的液压油流量比闭式液压泵输出的流量更大，超出了闭式液压泵低压侧需要吸入的流量。因此，需要将多余的流量从这个闭式回路中泄放至液压油箱18，因此在本实用新型的实施例中，通过设置泄油平衡阀13起到该作用。进给液压缸缩回时，工作油同时流至泄油平衡阀的控制油口将阀芯推开，泄放出多余的液压油。[0045] 泄油平衡阀13连接在第一油路5上，具体的，泄油平衡阀13的进油口和泄油口均连接在第一油路5上，泄油平衡阀13的出油口直接连接液压油箱18，泄油平衡阀13的控制油口连接在第二油路6上。[0046] 结合本实用新型最优选的实施方案对工作过程进行再次说明。[0047] 停止钻孔时，各电信号均断开，电磁开关阀9将比例溢流阀8出口液压油和先导溢流阀弹簧腔的控制油与液压油箱18的油路断开，使先导溢流阀7无法开启，通过第一锁止功能，起到锁止钻杆不下滑的功能，锁止平衡阀则起到第二道锁止功能。[0048] 向上提拉钻杆时，主液压泵输出工作油，工作油经过第一单向阀10、锁止平衡阀11进入进给进给液压缸1的有杆腔，推动进给液压缸1的活塞杆缩回，输出上提力，把钻杆从爆破孔中提拉出来。无杆腔输出的液压油经第一油路回到主液压泵中，工作油同时流至泄油平衡阀的控制油口将阀芯推开，将多余的液压油泄放出多余的液压油。[0049] 向下钻孔时，主液压泵输出工作油直接进入进给液压缸无杆腔，进给液压缸伸出，输出下压力，带动钻杆进行钻孔。进给液压缸伸出时，工作油同时流至泄油平衡阀的弹簧腔，确保泄油平衡阀在正常钻孔时不会开启，否则将导致下压力太低、无法钻孔。[0050] 进给液压缸伸出时，工作油还流至锁止平衡阀的控制油口将阀芯推开，从而允许进给液压缸有杆腔的液压油经过锁止平衡阀、先导溢流阀流至闭式液压泵的低压侧油口(第二油口处)。[0051] 进一步地，本实用新型的实施例中，提供了一种牙轮钻机，该牙轮钻机配置有本实用新型所提供的牙轮钻机进给液压系统。在使用该牙轮钻机进行钻孔时，可以根据需求，在同一设备上使用潜孔锤或者牙轮钻头进行钻孔，使得牙轮钻机具有较好的适用性，可以降低成本，提高效率。[0052] 上述实施例仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和等同替换，这些对本实用新型权利要求进行改进和等同替换后的技术方案，均落入本实用新型的保护范围。