權利要求
1.爆破孔鉆機雙油缸進給系統(tǒng),其特征在于:包括兩個并列設置于塔架裝置上且由同一液壓泵供油的進給油缸(100),以及動力頭(300)、動滑輪組(500),所述動力頭(300)由鋼絲繩牽引,所述鋼絲繩從所述動滑輪組(500)上繞過并固定在所述塔架裝置上,所述進給油缸(100)用于驅動所述動滑輪組(500)運動,從而實現(xiàn)所述動力頭(300)的上下運動。
2.根據權利要求1所述的爆破孔鉆機雙油缸進給系統(tǒng),其特征在于:所述動滑輪組(500)包括上下設置的第一動滑輪(510)和第二動滑輪(511),所述鋼絲繩包括與所述動力頭(300)上下兩側相連的上鋼絲繩(310)和下鋼絲繩(311),所述上鋼絲繩(310)從所述第一動滑輪(510)上繞過,所述下鋼絲繩(311)從所述第二動滑輪(511)上繞過。
3.根據權利要求2所述的爆破孔鉆機雙油缸進給系統(tǒng),其特征在于:所述第一動滑輪(510)和第二動滑輪(511)固定在同一滑輪架上,所述滑輪架固定連接于所述進給油缸(100)的上端部且該滑輪架上還設有用于導向的導向支撐架。
4.根據權利要求2所述的爆破孔鉆機雙油缸進給系統(tǒng),其特征在于:所述上鋼絲繩(310)和/或所述下鋼絲繩(311)的固定端與張緊裝置連接,所述張緊裝置安裝于所述塔架裝置上。
5.根據權利要求4所述的爆破孔鉆機雙油缸進給系統(tǒng),其特征在于:所述張緊裝置為液壓油缸和/或渦輪蝸桿。
6.根據權利要求1~5任一項所述的爆破孔鉆機雙油缸進給系統(tǒng),其特征在于:所述進給油缸(100)包括缸筒(110)以及套設于該缸筒(110)內的缸桿(111),所述缸桿(111)可相對所述缸筒(110)的兩端部向外伸出。
7.根據權利要求6所述的爆破孔鉆機雙油缸進給系統(tǒng),其特征在于:所述缸桿(111)包括獨立設置的上活塞桿(1110)和下活塞桿(1111),所述上活塞桿(1110)、下活塞桿(1111)分別與所述缸筒(110)之間形成相互連通的上有桿腔(130)、下有桿腔(140),所述上活塞桿(1110)與所述下活塞桿(1111)之間形成無桿腔(150);
所述下活塞桿(1111)中部開設用于提供液壓油的第一通道(1201)和第二通道(1202),所述第一通道(1201)與所述無桿腔(150)相連通,所述第二通道(1202)與所述下有桿腔(140)相連通,通過第一通道(1201)向無桿腔(150)內或通過第二通道(1202)向下有桿腔(140)內注入液壓油,驅動所述上活塞桿(1110)、下活塞桿(1111)保持同步運動。
8.根據權利要求7所述的爆破孔鉆機雙油缸進給系統(tǒng),其特征在于:位于所述無桿腔(150)一側的上活塞桿(1110)向所述缸筒(110)筒壁方向擴張形成上緩沖柱,位于所述缸筒(110)頂部的上有桿腔(130)向位于中心的上活塞桿(1110)縮進形成上緩沖內孔(120),上緩沖柱與所述上緩沖內孔(120)相匹配形成上緩沖通道。
9.根據權利要求8所述的爆破孔鉆機雙油缸進給系統(tǒng),其特征在于:在所述無桿腔(150)內設置限位裝置以對所述上活塞桿(1110)和所述下活塞桿(1111)的縮回運動進行限位,所述限位裝置為沿所述缸筒(110)周向設置的環(huán)形限位塊(125)。
10.根據權利要求9所述的爆破孔鉆機雙油缸進給系統(tǒng),其特征在于:所述下活塞桿(1111)末端延伸至無桿腔(150)內形成下緩沖柱,并與所述缸筒(110)筒壁之間形成下緩沖內孔(121),所述下緩沖內孔(121)與所述限位裝置相匹配形成下緩沖通道。
11.根據權利要求8所述的爆破孔鉆機雙油缸進給系統(tǒng),其特征在于:所述上緩沖內孔(111)與所述下有桿腔(140)相連通的油路上設置第一單向閥(113)和順序閥(114)。
12.根據權利要求9所述的爆破孔鉆機雙油缸進給系統(tǒng),其特征在于:所述環(huán)形限位塊(125)上設置第二單向閥(123)和節(jié)流閥(124)。
13.根據權利要求7所述的爆破孔鉆機雙油缸進給系統(tǒng),其特征在于:所述動滑輪組(500)頂部設有固定在所述塔架裝置上的塔頂定滑輪(200),所述上鋼絲繩(310)從該塔頂定滑輪(200)上繞過。
14.根據權利要求13所述的爆破孔鉆機雙油缸進給系統(tǒng),其特征在于:所述塔頂定滑輪(200)包括并列設置的第一塔頂定滑輪(210)和第二塔頂定滑輪(211)。
15.根據權利要求13所述的爆破孔鉆機雙油缸進給系統(tǒng),其特征在于:所述塔頂定滑輪(200)為獨立設置的大直徑定滑輪。
16.根據權利要求13所述的爆破孔鉆機雙油缸進給系統(tǒng),其特征在于:所述動滑輪組(500)底部設有固定在所述塔架裝置上的塔底定滑輪(400),所述下鋼絲繩(311)從該塔底定滑輪(400)上繞過。
說明書
技術領域
本發(fā)明屬于礦山機械技術領域,更具體地說,涉及爆破孔鉆機雙油缸進給系統(tǒng)。
背景技術
大型爆破孔鉆機一般應用于露天礦的鉆孔操作,對于大型露天礦,尤其是露天金屬礦,對鉆孔直徑、鉆孔深度、鉆孔壓力都有更高的要求?,F(xiàn)有鉆機使用單個進給油缸,在鉆孔直徑、鉆孔深度、鉆孔壓力三方面都無法達到某些礦區(qū)現(xiàn)場的要求。
針對現(xiàn)有爆破孔鉆機鉆孔能力較差導致無法滿足礦區(qū)工作要求的不足,現(xiàn)有技術中已有相關技術方案公開,如專利申請?zhí)枺?017105404630,申請日:2017年7月5日,發(fā)明創(chuàng)造名稱為:一種大型礦用鉆機的進給系統(tǒng),該申請案公開的進給系統(tǒng)設置于塔架上,并可沿塔架上下運動,進給系統(tǒng)的底部設置有主動鏈輪、馬達和由馬達驅動的減速齒輪,減速齒輪的輸出端與主動鏈輪相連,頂部設置有被動鏈輪,主動鏈輪和被動鏈輪外嚙合套設有鏈條,其中一條鏈條上固定設置有固定于塔架上的鏈條固定座,另一條鏈條上固定設置有推進設備,減速齒輪將馬達的動力輸出至主動鏈輪,并傳輸至被動鏈輪,從而帶動整個進給系統(tǒng)在塔架頂部和底部之間上下運動。
該方案利用了液壓馬達和減速箱來產生可調節(jié)扭矩、由鏈輪和鏈條將扭矩轉換為推進力的方式,初步解決推進系統(tǒng)在自身推進力作用下的壓桿穩(wěn)定性問題,但是齒輪嚙合過程噪音大,容易出現(xiàn)齒輪抖動現(xiàn)象,且液壓馬達體積大,安裝不便,進給動力有限。
綜上所述,如何克服現(xiàn)有爆破孔鉆機進給系統(tǒng)動力不足帶來的不便,是現(xiàn)有技術中亟需解決的技術難題。
發(fā)明內容
1.發(fā)明要解決的技術問題
本發(fā)明克服現(xiàn)有爆破孔鉆機進給系統(tǒng)動力不足帶來的不便,提供一種爆破孔鉆機雙油缸進給系統(tǒng),在塔架裝置兩側布置兩套單獨的油缸進給系統(tǒng),兩套液壓油缸同時作用,屬于并聯(lián)狀態(tài),壓力和流量相同,進給油缸有相同的負載,可以實現(xiàn)同步運行,保證動力頭兩側同時受力且受力均衡,工作時進給油缸的力轉化為動力頭的下壓力和上提力。
2.技術方案
為達到上述目的,本發(fā)明提供的技術方案為:
本發(fā)明的一種爆破孔鉆機雙油缸進給系統(tǒng),包括兩個并列設置于塔架裝置上且由同一液壓泵供油的進給油缸,以及動力頭、動滑輪組,動力頭由鋼絲繩牽引,鋼絲繩從動滑輪組上繞過并固定在塔架裝置上,進給油缸用于驅動動滑輪組運動,從而實現(xiàn)動力頭的上下運動。
作為本發(fā)明更進一步的改進,動滑輪組包括上下設置的第一動滑輪和第二動滑輪,鋼絲繩包括與動力頭上下兩側相連的上鋼絲繩和下鋼絲繩,上鋼絲繩從第一動滑輪上繞過,下鋼絲繩從第二動滑輪上繞過。
作為本發(fā)明更進一步的改進,第一動滑輪和第二動滑輪固定在同一滑輪架上,滑輪架固定連接于進給油缸的上端部且該滑輪架上還設有用于導向的導向支撐架,滑輪架固定連接于進給油缸的上端部且該滑輪架上還設有用于導向的導向支撐架。
作為本發(fā)明更進一步的改進,上鋼絲繩和/或下鋼絲繩的固定端與張緊裝置連接,張緊裝置安裝于塔架裝置上。
作為本發(fā)明更進一步的改進,張緊裝置為液壓油缸和/或渦輪蝸桿。
作為本發(fā)明更進一步的改進,進給油缸包括缸筒以及套設于該缸筒內的缸桿,缸桿可相對缸筒的兩端部向外伸出。
作為本發(fā)明更進一步的改進,缸桿包括獨立設置的上活塞桿和下活塞桿,上活塞桿、下活塞桿分別與缸筒之間形成相互連通的上有桿腔、下有桿腔,上活塞桿與下活塞桿之間形成無桿腔;下活塞桿中部開設用于提供液壓油的第一通道和第二通道,第一通道與無桿腔相連通,第二通道與下有桿腔相連通,通過第一通道向無桿腔內或通過第二通道向下有桿腔內注入液壓油,驅動上活塞桿、下活塞桿保持同步運動。
作為本發(fā)明更進一步的改進,位于無桿腔一側的上活塞桿向缸筒筒壁方向擴張形成上緩沖柱,位于缸筒頂部的上有桿腔向位于中心的上活塞桿縮進形成上緩沖內孔,上緩沖柱與上緩沖內孔相匹配形成上緩沖通道。
作為本發(fā)明更進一步的改進,在無桿腔內設置限位裝置以對上活塞桿和下活塞桿的縮回運動進行限位,限位裝置為沿缸筒周向設置的環(huán)形限位塊。
作為本發(fā)明更進一步的改進,下活塞桿末端延伸至無桿腔內形成下緩沖柱,并與缸筒筒壁之間形成下緩沖內孔,下緩沖內孔與限位裝置相匹配形成下緩沖通道。
作為本發(fā)明更進一步的改進,上緩沖內孔與下有桿腔相連通的油路上設置第一單向閥和順序閥。
作為本發(fā)明更進一步的改進,環(huán)形限位塊上設置第二單向閥和節(jié)流閥。
作為本發(fā)明作為本發(fā)明更進一步的改進,動滑輪組頂部設有固定在塔架裝置上的塔頂定滑輪,上鋼絲繩從該塔頂定滑輪上繞過。
作為本發(fā)明更進一步的改進,塔頂定滑輪為獨立設置的大直徑定滑輪。
作為本發(fā)明更進一步的改進,塔頂定滑輪包括并列設置的第一塔頂定滑輪和第二塔頂定滑輪。
作為本發(fā)明更進一步的改進,動滑輪組底部設有固定在塔架裝置上的塔底定滑輪,下鋼絲繩從該塔底定滑輪上繞過。
3.有益效果
采用本發(fā)明提供的技術方案,與現(xiàn)有技術相比,具有如下有益效果:
(1)本發(fā)明的一種爆破孔鉆機雙油缸進給系統(tǒng),在塔架裝置兩側布置兩套單獨的油缸進給系統(tǒng),通過液壓系統(tǒng)進行驅動,兩套液壓油缸同時作用,使得鉆孔的下壓力和上提力都得到了極大的提高;使用此進給系統(tǒng),可以使鉆機達到更大的進給力,從而適用于更多的工作條件。
(2)本發(fā)明的一種爆破孔鉆機雙油缸進給系統(tǒng),兩側進給油缸由同一個液壓泵供油,屬于并聯(lián)狀態(tài),壓力和流量相同,兩側進給油缸牽引同一個動力頭,進給油缸有相同的負載,可以實現(xiàn)同步運行,保證動力頭兩側同時受力且受力均衡,工作時進給油缸的力轉化為動力頭的下壓力和上提力;否則,動力頭被進給油缸拉成傾斜狀態(tài),進給油缸的力會部分轉化為側向力,對結構件造成損傷,摩擦力增大,下壓上提功能受影響,進而影響整機穩(wěn)定性。
(3)本發(fā)明的一種爆破孔鉆機雙油缸進給系統(tǒng),在鉆孔壓力變大、鉆孔深度變大的時候,其中的雙活塞桿液壓油缸可以承受更高的工作壓力、具有更長的工作行程,采用雙進給液壓缸代替了雙液壓馬達和減速機裝置,大大節(jié)省了鉆機塔架的橫向空間,解決了進給系統(tǒng)的結構不夠緊湊的問題;與單液壓缸進給液壓系統(tǒng)相比,雙液壓缸可以避免單個液壓缸的直徑太大,加工困難、局部空間要求較大的問題,用兩個尺寸適當的液壓缸即可滿足對鉆孔更大下壓力的要求。
(4)本發(fā)明的一種爆破孔鉆機雙油缸進給系統(tǒng),雙活塞桿液壓油缸可以將細長的單活塞桿變?yōu)閮筛^短的活塞桿,這樣液壓油缸的加工制作過程更容易,且更短的活塞桿獲得了更好的壓桿穩(wěn)定性,從而滿足鉆機對更大鉆孔深度的要求。
(5)本發(fā)明的一種爆破孔鉆機雙油缸進給系統(tǒng),上緩沖柱與上緩沖內孔相匹配形成上緩沖通道,下緩沖內孔與限位裝置相匹配形成下緩沖通道,在上活塞桿伸出運動極限以及下活塞桿縮回運動極限時,可以減輕上緩沖柱與筒壁之間或者下緩沖柱與限位裝置之間的壓力,限制上活塞桿伸出速度,讓其平穩(wěn)接觸缸筒,以防沖擊太大,導致動力頭和鉆桿抖動。
(6)本發(fā)明的一種爆破孔鉆機雙油缸進給系統(tǒng),在環(huán)形限位塊上設置兩個第二單向閥,當高壓油反向進入無桿腔,可以通過環(huán)形限位塊上設置的第二單向閥順利進入環(huán)形限位塊的上下腔,此時第二單向閥可以保證此時的環(huán)形限位塊的上下液壓力相等,以防缸筒受力不平衡,而產生無序運動。
附圖說明
圖1為本發(fā)明中雙油缸進給系統(tǒng)與塔架裝置的配合示意圖;
圖2為本發(fā)明中雙油缸進給系統(tǒng)的局部放大示意圖;
圖3為本發(fā)明中雙油缸進給系統(tǒng)的工作原理示意圖;
圖4為本發(fā)明的一種爆破孔鉆機雙油缸進給系統(tǒng)的結構示意圖;
圖5為本發(fā)明中雙油缸進給系統(tǒng)的上下活塞桿的工作原理示意圖;
圖6為本發(fā)明中滑輪架的結構示意圖;
圖7為本發(fā)明中雙活塞桿液壓油缸的結構示意圖;
圖8為本發(fā)明中環(huán)形限位塊上安裝第二單向閥及節(jié)流閥的結構示意圖。
示意圖中的標號說明:
100、進給油缸;110、缸筒;111、缸桿;1110、上活塞桿;1111、下活塞桿;112、上緩沖柱塞;113、第一單向閥;114、順序閥;120、上緩沖內孔;121、下緩沖內孔;122、下緩沖柱塞;123、第二單向閥;124、節(jié)流閥;125、環(huán)形限位塊;1201、第一通道;1202、第二通道;130、上有桿腔;140、下有桿腔;150、無桿腔;
200、塔頂定滑輪;210、第一塔頂定滑輪;211、第二塔頂定滑輪;
300、動力頭;310、上鋼絲繩;311、下鋼絲繩;312、第一張緊裝置;313、第二張緊裝置;
400、塔底定滑輪;
500、動滑輪組;510、第一動滑輪;511、第二動滑輪;512、導向條;
600、第一通道液壓油源;610、第二通道液壓油源。
具體實施方式
為進一步了解本發(fā)明的內容,結合附圖和實施例對本發(fā)明作詳細描述。
結合圖1,本實施例的一種爆破孔鉆機雙油缸進給系統(tǒng),包括兩個并列設置于塔架裝置上且由同一液壓泵供油的進給油缸100,以及動力頭300、動滑輪組500,動力頭300由鋼絲繩牽引,鋼絲繩從動滑輪組500上繞過并固定在塔架裝置上,進給油缸100用于驅動動滑輪組500運動,從而實現(xiàn)動力頭300的上下運動。
具體在本實施例中,兩個并列設置且由同一液壓泵供油的進給油缸100共同驅動同一動力頭300上下運動,動力頭300包括液壓馬達和減速機,液壓馬達可提供足夠的旋轉動力,即液壓馬達提供足夠的扭矩,動力頭300的旋轉動力由動力輸出端輸出,動力輸出端下方連接鉆桿和鉆頭,鉆桿、鉆頭與動力輸出端同時旋轉,配合鋼絲繩的上下運動,實現(xiàn)鉆桿的下壓和上提,從而實現(xiàn)鉆孔操作。
值得說明的是,本實施例中兩側進給油缸100由同一個液壓泵供油,屬于并聯(lián)狀態(tài),壓力和流量相同;兩側進給油缸100牽引同一個動力頭300,所以進給油缸100有相同的負載,同步運行。對于本實施例中的兩個進給油缸100,液壓泵在進給工況時,可設置為單獨為這兩個進給油缸100提供壓力油,以使兩個進給油缸100提供的動力同步且保持一致。
此外,雙油缸同步伸出才能保證動力頭300兩側同時受力且受力均衡,工作時進給油缸100的力才能轉化為動力頭300的下壓力和上提力。如果不同步,動力頭300會被進給油缸100拉成傾斜狀態(tài),進給油缸100的力會部分轉化為側向力,對結構件造成損傷,摩擦力增大,下壓上提功能受影響,進而影響整機穩(wěn)定性。
本發(fā)明的一種爆破孔鉆機雙油缸進給系統(tǒng),在塔架裝置兩側布置兩套單獨的油缸進給系統(tǒng),通過液壓系統(tǒng)進行驅動,兩套液壓油缸同時作用,使得鉆孔的下壓力和上提力都得到了極大的提高。
結合圖2至圖4,具體在本實施例中,動滑輪組500包括上下設置的第一動滑輪510和第二動滑輪511,鋼絲繩包括與動力頭300上下兩側相連的上鋼絲繩310和下鋼絲繩311,上鋼絲繩310從第一動滑輪510上繞過,下鋼絲繩311從第二動滑輪511上繞過。
優(yōu)選的,結合圖6,為了便于安裝固定,本實施例中第一動滑輪510和第二動滑輪511固定在同一滑輪架上,滑輪架固定連接于進給油缸100的上端部且該滑輪架上還設有用于導向的導向支撐架;具體地,本實施例中滑輪架側面固定安裝尼龍滑塊,并將滑輪架總成安裝在塔架裝置的C形槽鋼內,被槽鋼約束后,滑輪架總成僅可沿槽鋼滑動。進給油缸100通過驅動滑輪架上下運動,從而帶動第一動滑輪510和第二動滑輪511上下運動,同時在鋼絲繩的摩擦作用下,第一動滑輪510和第二動滑輪511發(fā)生轉動,鋼絲繩上下提拉帶動動力頭300上下運動。
進一步地,本實施例中動滑輪組500頂部設有固定在塔架裝置上的塔頂定滑輪200,上鋼絲繩310從該塔頂定滑輪200上繞過;作為一種實施方式,本實施例中塔頂定滑輪200包括并列設置的第一塔頂定滑輪210和第二塔頂定滑輪211。本實施例中第一塔頂定滑輪210和第二塔頂定滑輪211傾斜設計,以解決橫向空間不夠并排布置兩個滑輪的問題;當然,作為一種實施方式,本實施例中塔頂定滑輪200也可以為獨立設置的大直徑定滑輪。
具體地,上鋼絲繩310的自由端與動力頭300連接,上鋼絲繩310依次從第一塔頂定滑輪210、第二塔頂定滑輪211和第一動滑輪510上繞過,上鋼絲繩310的固定端與塔架裝置連接。
同樣的,為了減小摩擦阻力,本實施例中動滑輪組500底部設有固定在塔架裝置上的塔底定滑輪400,下鋼絲繩311從該塔底定滑輪400上繞過。
具體地,下鋼絲繩311的自由端與動力頭300連接,下鋼絲繩311依次從塔底定滑輪400和第二動滑輪511上繞過,下鋼絲繩311的固定端與塔架裝置連接。
本實施例中所指“自由端”是指能夠隨動力頭300上下運動的一端,“固定端”是指固定在塔架裝置500上的一端。
作為一種實施方式,為了給鋼絲繩提供張緊力,防止鋼絲繩產生磨損、脫出等風險,本實施例中上鋼絲繩310和下鋼絲繩311的固定端與張緊裝置連接,張緊裝置安裝于塔架裝置上。
具體在本實施例中,張緊裝置包括與上鋼絲繩310的固定端相連的第一張緊裝置312,以及,與下鋼絲繩311的固定端相連的第二張緊裝置313,第一張緊裝置312和第二張緊裝置313可以為液壓油缸和/或渦輪蝸桿,當張緊裝置為液壓油缸時,系統(tǒng)工作過程中,油缸桿腔有壓力油進入,油缸回縮或保持回縮趨勢,始終拉緊鋼絲繩,可以給動力頭300提供平穩(wěn)的拉力,驅動其上下升降,實現(xiàn)鉆孔進給。
此外,結合圖3和圖5,本實施例中進給油缸100包括缸筒110以及套設于該缸筒110內的缸桿111,缸桿111可相對缸筒110的兩端部向外伸出。即,本實施例中的缸桿111可以在缸筒110內向兩端伸縮,缸桿111相對缸筒110形成上活塞桿1110和下活塞桿1111,進一步地,為了提高進給油缸100的穩(wěn)定性,本實施例中在導向支撐架設置導向條512,導向條512起到導向作用,以平穩(wěn)傳輸動力。
作為一種實施方式,本實施例中缸桿111包括獨立設置的上活塞桿1110和下活塞桿1111,上活塞桿1110、下活塞桿1111分別與缸筒110之間形成相互連通的上有桿腔130、下有桿腔140,上活塞桿1110與下活塞桿1111之間形成無桿腔150;下活塞桿1111中部開設用于提供液壓油的第一通道1201和第二通道1202,第一通道1201與無桿腔150相連通,第二通道1202與下有桿腔140相連通,通過第一通道1201向無桿腔150內或通過第二通道1202向下有桿腔140內注入液壓油,驅動上活塞桿1110、下活塞桿1111保持同步運動。
值得說明的是,現(xiàn)有技術中采用單液壓油缸的進給系統(tǒng)容易存在壓桿穩(wěn)定性的問題,特別是在鉆孔壓力變大、鉆孔深度變大的時候,需要進給油缸100承受更高的工作壓力、具有更長的工作行程。此時,液壓油缸更容易出現(xiàn)穩(wěn)定性問題,進而動力頭300失控,存在極大的安全隱患,而且大直徑、大行程的油缸加工也非常困難。
而本實施例中采用的雙活塞桿液壓油缸,與液壓馬達和單桿液壓缸不同的是,雙活塞桿液壓油缸中的活塞桿由兩個獨立設置的上活塞桿1110、下活塞桿1111組成,上活塞桿1110、下活塞桿1111之間可以同步運動,從而大幅提高活塞桿驅動過程的穩(wěn)定性,具體如圖7所示。
本實施例中所指上有桿腔130、下有桿腔140是指上活塞桿1110、下活塞桿1111安裝于該腔體內,而無桿腔150是指上活塞桿1110、下活塞桿1111之間的空隙形成的腔體結構。
本實施例中下活塞桿1111中部開設用于提供液壓油的第一通道1201和第二通道1202,第一通道1201與無桿腔150相連通,第二通道1202與下有桿腔140相連通,通過第一通道1201向無桿腔150內注入液壓油,或者,通過第二通道1202向下有桿腔140內注入液壓油,驅動雙活塞桿液壓油缸的上活塞桿1110、下活塞桿1111之間保持同步運動,從而實現(xiàn)鉆孔裝置的上提和下壓。
進一步地,由于雙活塞桿液壓油缸兩端都可以運動,為了對上活塞桿1110、下活塞桿1111的運動極限進行限制,同時也為了避免上活塞桿1110、下活塞桿1111相對的一側相互接觸碰撞,本實施例中在無桿腔150內設置限位裝置以對上活塞桿1110和下活塞桿1111的縮回運動進行限位。
優(yōu)選的,限位裝置設置于缸筒110中部,由該限位裝置分隔開的上活塞桿1110與下活塞桿1111沿缸筒110長度方向對稱設置。作為一種實施方式,本實施例中限位裝置為沿缸筒110周向設置的環(huán)形限位塊125。
具體在本實施例中,位于無桿腔150一側的上活塞桿1110向缸筒110筒壁方向擴張形成上緩沖柱,位于缸筒110頂部的上有桿腔130向位于中心的上活塞桿1110縮進形成上緩沖內孔120,上緩沖柱與上緩沖內孔120相匹配形成上緩沖通道。
進一步地,本實施例中下活塞桿1111末端延伸至無桿腔150內形成下緩沖柱,并與缸筒110筒壁之間形成下緩沖內孔121,下緩沖內孔121與限位裝置相匹配形成下緩沖通道。
此外,為了提高上緩沖通道和下緩沖通道的緩沖能力,在上活塞桿1110伸出運動極限以及下活塞桿1111縮回運動極限時,減輕上緩沖柱與筒壁之間或者下緩沖柱與限位裝置之間的壓力,限制上活塞桿1110伸出速度,讓其平穩(wěn)接觸缸筒110,以防沖擊太大,導致動力頭300和鉆桿抖動,本實施例中在上緩沖柱上設有上緩沖柱塞112,和/或,在下緩沖柱上設置下緩沖柱塞122,上緩沖柱塞112或下緩沖柱塞122可以采用橡膠材料制成,橡膠材料具有彈性,可以起到較好的緩沖效果。
進一步地,本實施例中環(huán)形限位塊125上設置兩個第二單向閥123以及一個節(jié)流閥124,通過調節(jié)節(jié)流閥124的大小控制緩沖壓力的大小,以適應不同鉆桿大小和提桿速度對緩沖效果的要求。
優(yōu)選的,本實施例中位于上有桿腔130內的上緩沖內孔120與下有桿腔140相連通,此時可以將經過上緩沖柱塞112緩沖后的液壓油路與下有桿腔140相連通。
進一步地,本實施例中上緩沖內孔120與下有桿腔140相連通的油路上設置第一單向閥113。
作為一種實施方式,為了控制緩沖壓力的大小,本實施例中上緩沖內孔120與下有桿腔140相連通的油路上還設置順序閥114。
結合圖7和圖8,本發(fā)明的雙油缸進給系統(tǒng),通過動滑輪組500牽引動力頭300上升下降,上活塞桿1110、下活塞桿1111全部縮回時,動力頭300處于最高位置,鉆桿被提起。
下面結合動力頭300上下運動概述活塞桿的動態(tài)運動過程,具體地,當第一通道液壓油源600向無桿腔150中提供高壓油時,高壓油通過下活塞桿1111的第一通道1201進入雙活塞桿液壓油缸中間的由下緩沖內孔121形成的無桿腔150內。上緩沖內孔120形成的上有桿腔130以及下活塞桿1111所處位置的下有桿腔140的低壓油通過下活塞桿1111的第二通道1202回到第二通道液壓油源610。
由于環(huán)形限位塊125的上下壓力相等,上緩沖內孔120形成的上有桿腔130以及下活塞桿1111所處位置的下有桿腔140的壓力都為低壓回油壓力,因此缸筒110所受液壓力平衡,缸筒110處于靜止狀態(tài)。上活塞桿1110底面受高壓、頂面受低壓,且底面面積大、頂面面積小,因此,上活塞桿1110被無桿腔150內的高壓油推出,帶動動力頭300和鉆桿向下進給鉆孔。
而后,上活塞桿1110的上緩沖柱塞112進入缸筒110頂部的上緩沖內孔120,上緩沖內孔120形成的上有桿腔130產生緩沖壓力,限制上活塞桿1110伸出速度,讓其平穩(wěn)接觸缸筒110,以防沖擊太大,導致動力頭300和鉆桿抖動。通過調節(jié)上緩沖內孔120與下有桿腔140相連通油路上設置的順序閥114的設定值,可以控制緩沖壓力的大小,以適應不同鉆孔負載和鉆孔速度對緩沖效果的要求。反向時,高壓油可以通過上緩沖內孔120與下有桿腔140相連通油路上設置的第一單向閥113順利進入上緩沖內孔120形成的上有桿腔130內,以防止鉆桿啟動緩慢的問題。
當上活塞桿1110接觸缸筒110后,缸筒110上下所受液壓力失去平衡,缸筒110跟隨上活塞桿1110進一步上行,直至缸筒110底面接觸下活塞桿1111上設置的下緩沖柱塞122,雙活塞桿液壓油缸處于完全伸出狀態(tài),動力頭300處于最低位置,鉆桿進給深度最大。
當第二通道液壓油源610提供高壓油時,高壓油同時進入上緩沖內孔120形成的上、下有桿腔。雙活塞桿液壓油缸中間的下緩沖內孔121形成的無桿腔150將低壓油排回無桿腔150。上、下有桿腔的壓力相等,因此,缸筒110所受液壓力平衡,缸筒110不動。上活塞桿1110頂面受高壓、底面受低壓,因此上活塞桿1110向下縮回,提升動力頭和鉆桿。直至上活塞桿1110接觸環(huán)形限位塊125,上活塞桿1110帶動缸筒110進一步下行。
而后,下活塞桿1111的下緩沖柱塞122與缸筒110中間的環(huán)形限位塊125之間形成緩沖通道,無桿腔150產生緩沖壓力,限制上活塞桿1110和缸筒110的縮回速度,讓其平穩(wěn)接觸下活塞桿1111,以防沖擊太大,導致動力頭300和鉆桿抖動。無桿腔150內的液壓油通過環(huán)形限位塊125上設置的節(jié)流閥124進入回油通道,調節(jié)節(jié)流閥124的開口大小可以控制緩沖壓力的大小,以適應不同鉆桿大小和提桿速度對緩沖效果的要求。反向時,高壓油可以通過環(huán)形限位塊125上設置的第一單向閥113順利進入環(huán)形限位塊125的上下腔,以防缸筒110受力不平衡,無序運動。
此處值得強調的是,假設在以下工況:下活塞桿1111固定,當缸筒110與下活塞桿1111沒有完全接觸時,即,此時緩沖行程沒有走完,動力頭300沒有被提至最高處。此時,若無桿腔150進高壓油,會將上活塞桿1110頂出,驅動動力頭300下降。此時會出現(xiàn)一個現(xiàn)象:無桿腔150的高壓油會作用在環(huán)形限位塊125上端的環(huán)形面積上,帶動缸筒110先向下運動,使其與下活塞桿1111完全接觸,之后上活塞桿1110才會伸出,動力頭300和鉆桿才會下降。
本發(fā)明為解決上一問題,在環(huán)形限位塊125上設置兩個第二單向閥123,優(yōu)選的,兩個第二單向閥123沿缸筒110軸心對稱布置,當高壓油反向進入無桿腔150,可以通過環(huán)形限位塊125上設置的第二單向閥123順利進入環(huán)形限位塊125的上下腔,此時第二單向閥123可以保證此時的環(huán)形限位塊125的上下液壓力相等,以防缸筒110受力不平衡,避免缸筒110產生無序運動,干擾動力頭300的運動,具體可參考圖8進行閱讀。
本發(fā)明的一種爆破孔鉆機雙油缸進給系統(tǒng),雙活塞桿液壓油缸可以將細長的單活塞桿變?yōu)閮筛^短的活塞桿,平穩(wěn)的控制動力頭上提和下壓,鉆出深孔,不需要制作加工大行程的油缸,只需要對活塞桿的結構和油路進行相關改進即可實現(xiàn)同樣的效果,大大節(jié)約了生產成本,避免安全隱患,更短的活塞桿獲得了更好的壓桿穩(wěn)定性,從而滿足鉆機對更大鉆孔深度的要求。
本實施例中使用雙作用雙活塞桿液壓油缸作為動力源,鋼絲繩作為動力傳動單元,雙活塞桿油缸伸出或縮回運動過程都可分為兩個階段:
(1)油缸伸出階段:液壓油進入缸筒無桿腔后,上活塞桿1110先伸出,上活塞桿1110伸到位后,缸筒110繼續(xù)伸出直至達到油缸的全伸長度;
(2)油缸縮回階段:上活塞桿1110先縮回,然后缸筒110縮回;此外,在相同截面積下,鋼絲繩強度遠遠高于鏈條,且鋼絲繩具有很好的韌性,從而可提升整機的抗沖擊能力和安全性。
進一步地,為對油缸運動過程作詳細描述,本實施例中以油缸伸出為例:
上活塞桿1110伸出,缸筒110伸出,此階段本質為下活塞桿1111伸出,但由于下活塞桿1111底端固定,故下活塞桿1111將缸筒110頂起,在實際應用中表現(xiàn)為缸筒110伸出。
本發(fā)明一種爆破孔鉆機雙油缸進給系統(tǒng),動滑輪組、鋼絲繩和張緊裝置相互配合方實現(xiàn)油缸進給,具體工作過程如下:
(1)進給油缸100伸出時,牽引動力頭300向下運動,此時下鋼絲繩311受力,自然處于張緊狀態(tài),而上鋼絲繩310因沒有拉力會有所松弛,此時第一張緊裝置312的張緊油缸收縮,保持鋼絲繩張緊;
(2)進給油缸100縮回時,牽引動力頭300向上運動,此時上鋼絲繩310受力,自然處于張緊狀態(tài),而下鋼絲繩311因沒有拉力會有所松弛,此時第二張緊裝置313的螺旋升降機收縮,保持鋼絲繩張緊。
本實施例中動力頭300運動時進給系統(tǒng)的受力關系如下:
以進給油缸100伸出,動力頭300向下運動為例:
進給油缸100將動滑輪組頂起(高度L),進給油缸100產生的力轉化為第二動滑輪511對下鋼絲繩311向上的托舉力,由于下鋼絲繩311與第二張緊裝置313固定連接,第二動滑輪511兩端鋼絲繩同時增長L,塔底定滑輪400左側鋼絲繩縮短(2L),第二動滑輪的托舉力轉化為下鋼絲繩311對動力頭310向下的拉力,動力頭300向下運動,上鋼絲繩310跟隨動力頭300運動。由于第一動滑輪510同時被油缸頂起,下鋼絲繩311為動力頭300提供主動力,上鋼絲繩310處于從動狀態(tài)(松弛),需要第一張緊裝置312張緊。
本發(fā)明一種爆破孔鉆機雙油缸進給系統(tǒng),動力頭300向下進給運動可描述如下:
首先,鋼絲繩長度為定值,進給油缸100為系統(tǒng)的動力源,當進給油缸的缸桿111伸出時,固定于進給油缸100頭部的動滑輪組500向上運動,對于下鋼絲繩311而言,繞過動滑輪組500兩側的鋼絲繩長度增加,連接動力頭300與塔底定滑輪400之間的鋼絲繩長度自然減短,從而牽引動力頭300向下運動。
假設油缸的缸桿111伸出長度為L,動滑輪兩側的鋼絲繩增加長度為2L,相應連接動力頭300與塔底定滑輪400之間的鋼絲繩長度減少也為2L,即動力頭300下降2L,可以看出,因使用動滑輪組500,動力頭300的運動和進給油缸100的運動是倍增關系,當油缸的缸桿111全伸時,動力頭300下降至塔架底部。
進給油缸100的縮回和動力頭300上升的運動狀態(tài)有相同的工作原理,因為此塔架裝置對稱布置兩套進給系統(tǒng),給動力頭300及其下方鉆桿提供雙倍的下壓力和上提力。
本發(fā)明的進給系統(tǒng)在使用過程中,因鋼絲繩作為力的傳遞部件,受到很大的拉力作用,常常使得鋼絲繩長度被拉長,從而導致鋼絲繩產生磨損、脫出等風險,因而為鋼絲繩提供張緊力是很有必要的。
一般進給系統(tǒng)會在鋼絲繩末端連接一個較長的螺桿,人工調節(jié)螺桿的固定端長度,從而拉緊鋼絲繩,本實施例中的液壓油缸和蝸輪蝸桿都可以很方便的實現(xiàn)自動控制,可以持續(xù)給鋼絲繩提供適當的張緊力。液壓油缸和蝸輪蝸桿可以調換使用位置,也可以只用其中一種作為張緊裝置,根據具體機型的空間尺寸進行布置。
以上示意性的對本發(fā)明及其實施方式進行了描述,該描述沒有限制性,附圖中所示的也只是本發(fā)明的實施方式之一,實際的結構并不局限于此。所以,如果本領域的普通技術人員受其啟示,在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造宗旨的情況下,不經創(chuàng)造性的設計出與該技術方案相似的結構方式及實施例,均應屬于本發(fā)明的保護范圍。