阅读说明：本技术 一种强夯机的自由下落夯锤减速控制方法及系统 (Deceleration control method and system for free falling rammer of dynamic compaction machine ) 是由 张俊强 于 2019-11-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种强夯机的自由下落夯锤减速控制方法及系统,在非脱钩模式夯锤自由下落过程中,在夯锤未着地之前,控制卷扬机进行一级制动；在夯锤着地时,控制卷扬机进行二级制动。本发明可以在非脱钩模式工作,减少对卷扬机冲击力,防止造成卷扬机损坏,减少卷扬机的起重钢丝绳出绳量,防止影响下一次夯击。(The invention discloses a speed reduction control method and system for a free falling rammer of a dynamic compactor, wherein in the free falling process of the rammer in a non-unhooking mode, a winch is controlled to perform primary braking before the rammer is not grounded; and when the rammer lands, controlling the winch to perform secondary braking. The invention can work in a non-unhooking mode, reduces the impact force on the winch, prevents the damage of the winch, reduces the rope outlet amount of a hoisting steel wire rope of the winch and prevents the influence on next tamping.)

一种强夯机的自由下落夯锤减速控制方法及系统

技术领域

本发明涉及机械领域，特别涉及一种卷扬机脚踩制动方法及系统。

背景技术

强夯机利用卷扬机反复垂直起升夯锤，利用夯锤高落差产生的高冲击夯实地基。强夯机的夯击能＝落距高度×夯锤重量，例如：夯锤重量30T，落距高度15m，夯击能＝30×15＝450KN.m。落距高度是指夯锤自由下落高度。强夯机工作模式包括脱钩模式和非脱钩模式，脱钩模式是指强夯机的起重钢丝绳上连接有脱钩器，脱钩器钩住夯锤到落距高度后(即为起锤状态)，脱钩器释放夯锤(即为放锤状态)，夯锤自由下落，脱钩器不随夯锤下落。非脱钩模式是指强夯机的起重钢丝绳直接连接夯锤，夯锤提升到落距高度后(即为起锤状态)，松开卷扬机的抱刹机构和离合机构，夯锤自由下落(即为放锤状态)，卷扬机在夯锤的拉力下反转。由于脱钩模式在每次夯击过程中，都需要下放起重钢丝绳和脱钩器与夯锤挂钩动作，造成脱钩模式的工作效率非常低，非脱钩模式在每次的夯击过程中，不需要下放起重钢丝绳和挂钩动作，因此，非脱钩模式的工作效率远远高于脱钩模式的工作效率。

目前，现有强夯机仅能在脱钩模式下工作，不能在非脱钩模式下工作，因为在非脱钩模式时，卷扬机在夯锤的拉力下反转，自由落体的夯锤下降速度很快，使得卷扬机反转速度很高，对卷扬机冲击力很大，容易造成卷扬机损坏，另外，夯击结束后，夯锤着地，卷扬机在惯性的作用下，卷扬机会继续旋转，造成卷扬机的起重钢丝绳出绳量会很多，影响下一次夯击。因此，需要在夯锤着地之前，进行减速，控制夯锤下降速度，减少二级制动的制动距离，夯锤着地时，卷扬机需要全制动，减少卷扬机的起重钢丝绳出绳量。由于现有强夯机仅包括抱刹机构，是无法实现上述功能。因此，需要研发新的制动系统和卷扬机，满足强夯机在非脱钩模式下工作。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种卷扬机脚踩制动方法及系统，可以在非脱钩模式工作，减少对卷扬机冲击力，防止造成卷扬机损坏，减少卷扬机的起重钢丝绳出绳量，防止影响下一次夯击。

一方面，本发明提供了一种强夯机的自由下落夯锤减速控制方法，在非脱钩模式夯锤自由下落过程中，在夯锤着地之前，控制卷扬机进行一级制动；在夯锤着地时，控制卷扬机进行二级制动。

进一步地，一级制动的制动力小于二级制动力，一级制动使卷扬机减速而不停止旋转，二级制动使卷扬机停止旋转。

进一步地，设定强夯机夯锤的落距高度和未着地之前的减速制动高度，设定夯击次数，获取起锤执行反馈信号计算得到当前夯击次数；根据不同落距高度，设置不同的减速制动高度；落距高度越小，减速制动高度越小；落距高度越大，减速制动高越大。

另外，本发明还提供了一种强夯机的自由下落夯锤减速控制系统，包括控制器、一级制动泵、二级制动泵、一级制动夹钳、二级制动夹钳；一级制动夹钳和二级制动夹钳安装在卷扬机的制动盘上；一级制动泵驱动一级制动夹钳制动，二级制动泵驱动二级制动夹钳制动，向一级制动泵供给的一级制动气源压力小于二级制动泵供给的二级制动气源压力；

在非脱钩模式夯锤自由下落过程中，在夯锤未着地时，控制器发出一级制动指令，使一级制动泵驱动一级制动夹钳制动进行一级制动；在夯锤着地时，控制器发出二级制动指令，使二级制动泵驱动二级制动夹钳进行二级制动。

本发明第一实施方案，包括一级高度制动电磁气阀、二级高度制动电磁气阀、第一气动阀、第二气动阀、一级排气阀、二级排气阀；一级制动泵的进气口与第一气动阀的出气口相通，一级高度制动电磁气阀的出气口与一级排气阀的进气口相通，一级排气阀的出气口与第一气动阀的控制口相通；第一气动阀的进气口连接一级制动气源；

二级制动泵的进气口与第二气动阀的出气口相通，二级高度制动电磁气阀的出气口与二级排气阀的进气口相通，二级排气阀的出气口与第二气动阀的控制口相通；第二气动阀的进气口连接二级制动气源；

一级高度制动电磁气阀的进气口和二级高度制动电磁气阀的进气口连接先导控制气源；

控制器向一级高度制动电磁气阀发出一级制动指令，使一级高度制动电磁气阀的进气口与出气口相通，使一级制动泵驱动一级制动夹钳制动进行一级制动；控制器向二级高度制动电磁气阀发出二级制动指令，使二级高度制动电磁气阀的进气口与出气口相通，使二级制动泵驱动二级制动夹钳进行二级制动。

本发明的第二实施方案，包括一级高度制动电磁气阀、二级高度制动电磁气阀、第一气动阀、第二气动阀、一级排气阀、二级排气阀；一级制动泵的进气口与一级排气阀的出气口相通，第一气动阀的出气口与一级排气阀的进气口相通；一级高度制动电磁气阀的出气口与第一气动阀的控制口相通；第一气动阀的进气口连接一级制动气源；

二级制动泵的进气口与第二气动阀的出气口相通，二级高度制动电磁气阀的出气口与二级排气阀的进气口相通，二级排气阀的出气口与第二气动阀的控制口相通；第二气动阀的进气口连接二级制动气源；

一级高度制动电磁气阀的进气口和二级高度制动电磁气阀的进气口连接先导控制气源；

控制器向一级高度制动电磁气阀发出一级制动指令，使一级高度制动电磁气阀的进气口与出气口相通，使一级制动泵驱动一级制动夹钳制动进行一级制动；控制器向二级高度制动电磁气阀发出二级制动指令，使二级高度制动电磁气阀的进气口与出气口相通，使二级制动泵驱动二级制动夹钳进行二级制动。

进一步地，一级制动的制动力小于二级制动力，一级制动使卷扬机减速而不停止旋转，二级制动使卷扬机停止旋转。

进一步地，在控制器中设定强夯机夯锤的落距高度和未着地之前的减速制动高度，在控制器中设置夯击次数，获取起锤执行反馈信号计算得到当前夯击次数；根据不同落距高度，设置不同的减速制动高度；落距高度越小，减速制动高度越小；落距高度越大，减速制动高越大。

进一步地，包括油箱、油泵、第一单向阀、第二单向阀；

第一单向阀的出油口与一级制动夹钳的进油口A相连接，第一单向阀的进油口与进油油路相连接；一级制动夹钳的出油口B与一级制动泵的出油口P相连接，一级制动泵的回油口T与回油油路连接；

第二单向阀的出油口与二级制动夹钳的进油口A相连接，第二单向阀的进油口与进油油路相连接；二级制动夹钳的出油口B与二级制动泵的出油口P相连接，二级制动泵的回油口T与回油油路连接；

油箱内的液压油依次经过油泵分流两条液压油路，第一条液压油路依次经过第一单向阀、一级制动夹钳的进油口A、一级制动夹钳的出油口B、一级制动泵的出油口P、一级制动泵的回油口T回油箱形成散热循环；第二条液压油路依次经过第二单向阀、二级制动夹钳的进油口A、二级制动夹钳的出油口B、二级制动泵的出油口P、二级制动泵的回油口T回油箱形成散热循环。

进一步地，包括非脱钩模式气控阀，先导控制气源与非脱钩模式气控阀的进气口相通，非脱钩模式气控阀的出气口与一级高度制动电磁气阀的进气口及二级高度制动电磁气阀的进气口相通。

本发明的一种强夯机的自由下落夯锤减速控制方法及系统相比现有技术有益效果在于：

1、本发明可以在非脱钩模式工作，减少对卷扬机冲击力，防止造成卷扬机损坏，减少卷扬机的起重钢丝绳出绳量，防止影响下一次夯击。

2、一级制动夹钳和二级制动夹钳在未制动情况下，第一条液压油路和第二条液压油路均是散热循环油路，通过油箱散热系统进行散热，制动散热效果好，提高制动性能。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的第一实施例结构示意图；

图2为本发明的第二实施例结构示意图；

图3为图1和图2的第一制动夹钳和第二制动夹钳安装结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1和图2所示，本发明提供了一种强夯机的自由下落夯锤减速控制方法及系统，包括一级制动泵108、二级制动泵102、一级制动夹钳105、二级制动夹钳103；一级制动夹钳105和二级制动夹钳103安装在卷扬机的制动盘上(如图3所示)；一级制动泵108驱动一级制动夹钳105制动，二级制动泵102驱动二级制动夹钳103制动，向一级制动泵108供给的一级制动气源压力小于二级制动泵102供给的二级制动气源压力。

一级制动夹钳105实现一级制动，二级制动夹钳103实现二级制动。由于向一级制动泵108供给的一级制动气源压力小于二级制动泵102供给的二级制动气源压力。使得一级制动的制动力小于二级制动的制动力，一级制动使卷扬机减速而不停止旋转，二级制动使卷扬机停止旋转。

在控制器中设定强夯机夯锤的落距高度和未着地之前的减速制动高度，在控制器中设置夯击次数，获取起锤执行反馈信号计算得到当前夯击次数；根据不同落距高度，设置不同的减速制动高度；落距高度越小，减速制动高度越小；落距高度越大，减速制动高越大。

在非脱钩模式夯锤自由下落过程中，当夯锤到达设定的未着地之前的减速制动高度时，即当夯锤自由下落至夯坑前设定高度时，控制器发出一级制动指令，使一级制动泵108驱动一级制动夹钳105制动进行一级制动，而且不会将卷扬机抱死。当夯锤着地时，即当夯锤自由下落至夯坑后，落距高度为零，夯锤落地，控制器发出二级制动指令，使二级制动泵102驱动二级制动夹钳103进行二级制动，将卷扬机抱死。从而实现卷扬机的夯锤自由下落多级柔和减速制动。这样设计可以减少对卷扬机的冲击，减少卷扬机起重钢丝绳出绳量。控制器可以根据落距高度判断夯锤是否着地，当落距高度为零时，即判断夯锤着地。

如图1所示，在第一实施例的强夯机的自由下落夯锤减速控制系统包括控制器、非脱钩模式气控阀100、一级制动泵108、二级制动泵102、第一气动阀114、第二气动阀113、一级排气阀109、二级排气阀101；先导控制气源与非脱钩模式气控阀(100)的进气口相通，非脱钩模式气控阀100的出气口与一级高度制动电磁气阀115的进气口及二级高度制动电磁气阀116的进气口相通。

一级制动泵108的进气口与第一气动阀114的出气口相通，一级高度制动电磁气阀115的出气口与一级排气阀109的进气口相通，一级排气阀109的出气口与第一气动阀114的控制口相通；第一气动阀114的进气口连接一级制动气源；

二级制动泵102的进气口与第二气动阀113的出气口相通，二级高度制动电磁气阀116的出气口与二级排气阀101的进气口相通，二级排气阀101的出气口与第二气动阀113的控制口相通；第二气动阀113的进气口连接二级制动气源；

一级高度制动电磁气阀115的出气口与一级排气阀109的进气口相通的管路中设置有第一梭阀110，二级高度制动电磁气阀116的出气口与二级排气阀101的进气口相通的管路中设置有第二梭阀111、112、117。

打开非脱钩模式气控阀100，强夯机非脱钩模式打开，此时一级高度制动电磁气阀115的进气口和二级高度制动电磁气阀116的进气口连接先导控制气源，非脱钩模式气控阀100可以由控制器控制打开可以采用手动打开。在非脱钩模式夯锤自由下落过程中，当夯锤到达设定的未着地之前的减速制动高度时，即当夯锤自由下落至夯坑前设定高度时，控制器向一级高度制动电磁气阀115发出一级制动指令，一级高度制动电磁气阀115得电，一级高度制动电磁气阀(115)的进气口与出气口相通，第一气动阀114打开，一级制动气源经过第一气动阀114进入一级制动泵108驱动一级制动夹钳105进行一级制动。一级制动可以减少二级制动的制动距离，减少夯锤落地后，卷扬机的起重钢丝绳出绳量。

当夯锤着地时，即当夯锤自由下落至夯坑后，落距高度为0，夯锤落地，控制器向二级高度制动电磁气阀116发出二级制动指令，二级高度制动电磁气阀116得电，使二级高度制动电磁气阀116的进气口与出气口相通，第二气动阀113打开，二级制动气源经过第二气动阀113进入二级制动泵102驱动二级制动夹钳103进行二级制动，将卷扬机抱死。

如图2所示，在第二实施例的强夯机的自由下落夯锤减速控制系统与第一实施例不同在于：

一级制动泵108的进气口与一级排气阀109的出气口相通，第一气动阀114的出气口与一级排气阀109的进气口相通；一级高度制动电磁气阀115的出气口与第一气动阀114的控制口相通；第一气动阀114的进气口连接一级制动气源；第一气动阀(114)的出气口与一级排气阀(109)的进气口相通的管路中设置有第一梭阀(110)。

如图1和图2所示，包括油箱、油泵107、第一单向阀106、第二单向阀104；

第一单向阀106的出油口与一级制动夹钳105的进油口A相连接，第一单向阀106的进油口与进油油路相连接；一级制动夹钳105的出油口B与一级制动泵108的出油口P相连接，一级制动泵108的回油口T与回油油路连接；

第二单向阀104的出油口与二级制动夹钳103的进油口A相连接，第二单向阀104的进油口与进油油路相连接；二级制动夹钳103的出油口B与二级制动泵102的出油口P相连接，二级制动泵102的回油口T与回油油路连接；

油箱内的液压油依次经过油泵107分流两条液压油路，第一条液压油路依次经过第一单向阀106、一级制动夹钳105的进油口A、一级制动夹钳105的出油口B、一级制动泵108的出油口P、一级制动泵108的回油口T回油箱形成散热循环；第二条液压油路依次经过第二单向阀104、二级制动夹钳103的进油口A、二级制动夹钳103的出油口B、二级制动泵102的出油口P、二级制动泵102的回油口T回油箱形成散热循环。

一级制动夹钳105和二级制动夹钳103在未制动情况下，第一条液压油路和第二条液压油路均是散热循环油路，通过油箱散热系统进行散热，制动散热效果好，提高制动性能。

以上未描述的技术是本领域技术人员的公知常识。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。