阅读说明：本技术 一种旋挖钻机卷扬平衡阀先导阻尼结构 (Guide damping structure of winch balance valve of rotary drilling rig ) 是由 王鸿宇 孙坚 景军清 戚振红 张衍鹏 韩子龙 于 2021-08-24 设计创作，主要内容包括：本发明公布一种旋挖钻机卷扬平衡阀先导阻尼结构,属于旋挖钻机卷扬平衡阀技术领域。包括溢流阀Ⅰ；所述溢流阀Ⅰ的控制端分别连接有溢流阀Ⅱ、阻尼孔Ⅱ和阻尼孔Ⅰ；所述阻尼孔Ⅰ串联有单向阀Ⅱ,串联后的阻尼孔Ⅰ和单向阀Ⅱ与阻尼孔Ⅱ并联；所述溢流阀Ⅱ与阻尼孔Ⅱ并联。所述阻尼孔Ⅱ和阻尼孔Ⅰ采用不同的规格。当由于微动操作导致的平衡阀先导控制口压力波动时,通过不同规格的阻尼孔Ⅰ和阻尼孔Ⅱ的流量压力产生波动,当压力过大时,溢流阀Ⅱ开启,实现在频繁的启闭过程中恒定压力波动的功能。本发明在卷扬落时,尤其在小开口工况下,能减少抖动情况,提升旋挖钻机卷扬系统的可靠性,保障施工安全。(The invention discloses a pilot damping structure of a hoisting balance valve of a rotary drilling rig, and belongs to the technical field of hoisting balance valves of rotary drilling rigs. The device comprises an overflow valve I; the control end of the overflow valve I is connected with an overflow valve II, a damping hole II and a damping hole I respectively; the damping hole I is connected with a one-way valve II in series, and the damping hole I and the one-way valve II which are connected in series are connected with the damping hole II in parallel; and the overflow valve II is connected with the damping hole II in parallel. The damping hole II and the damping hole I adopt different specifications. When the pressure of a pilot control port of the balance valve fluctuates due to micro-motion operation, the flow pressure of the damping holes I and II with different specifications fluctuates, and when the pressure is overlarge, the overflow valve II is opened, so that the function of constant pressure fluctuation in the frequent opening and closing process is realized. When the winch falls, particularly under the working condition of a small opening, the invention can reduce the shaking condition, improve the reliability of the winch system of the rotary drilling rig and ensure the construction safety.)

一种旋挖钻机卷扬平衡阀先导阻尼结构

技术领域

本发明涉及一种旋挖钻机卷扬平衡阀，具体是一种旋挖钻机卷扬平衡阀先导阻尼结构。

背景技术

多功能全液压旋挖钻机是通过使用回转斗，短螺旋钻头，长螺旋钻头等钻具进行反复钻进的机械设备。该设备是大口径桩基础工程的高端成孔设备，具有技术含量高、机电液高度集中、整机功率大、输出扭矩大、施工效率高、成功质量好、地层适应强等特点。旋挖钻机的主要工作装置为动力头和主卷扬系统，其中主卷扬系统用于完成提放钻杆和钻斗以及钻进过程中的浮动。

卷扬系统用于实现负载起升、下降以及负载保持功能。其中，负载保持功能是由核心液压元件卷扬平衡阀实现的。当旋挖钻机完成卷扬落的动作时，由于超越负载的存在，卷扬落时往往存在抖动。一般通过优化平衡阀本身的关键参数（先导比，弹簧刚度，阀芯过流面积等）来实现卷扬平衡阀与其他元件的匹配，克服抖动现象，保证卷扬落时运动平稳可靠。

卷扬平衡阀在卷扬起时主要是单向阀在工作，减少油液的沿程损失。当卷扬落时，主要是溢流阀和阻尼孔在工作，相当于在卷扬马达的回油口增加了一个负载（背压），使得卷扬落平稳缓慢冲击小。在实际的工程情况中，卷扬机构的抖动主要是由于进油口、回油口的流量大小和进出时间不匹配造成的的。但是，在有些情况中，由于设备的老化和油液的污染，使得实际卷扬平衡阀的稳态液动力刚度达不到设计要求，在与阀芯弹簧刚度的耦合下，达到了卷扬平衡阀自然频率的振动范围，造成平衡阀阀芯振动。此时，平衡阀阀芯的振动表现形式与抖动无异，但是形成的机制截然不同。

中国专利公开了一种卷扬平衡阀（CN212657075U），包括：阀体，所述平衡阀内设置平衡阀腔；阀芯，所述阀芯插接在平衡阀腔内；A口，所述A口开设在阀体上，所述A口与所述平衡阀阀腔通过第一通道联通，所述A口与多路阀相连接；B口，所述B口开设在阀体上，所述B口与所述平衡阀腔通过第二通道相联通，所述B口为负载口；X口，所述X口开设在阀体上，所述X口与所述平衡阀腔通过第三通道相连通，所述X口为控制口，所述第三通道内安装阻尼；其中，阀体上还开设有与第三通道相连通的第四通道，通过第四通道可更换阻尼。无需拆卸与X口相连接的硬质钢管，直接打开第四通道即可更换阻尼，操作简单。

上述现有技术存在以下不足：

1、述现有技术中所提到的控制口结构简单，其泄油油路仅由单向阀组成，不具备调节稳态液动力刚度的作用，在平衡阀工作时容易诱发共振；

2、专利中提到的平衡阀，结构布置不紧凑，对于安装和空间占用不占优势。

3、专利中用固定阻尼孔来进行滤波吸振，更换不方便，适应性差。

发明内容

本发明提供一种旋挖钻机卷扬平衡阀先导阻尼结构，主要用于解决现有平衡阀工作时容易诱发共振的问题。

本发明通过以下技术方案实现：一种旋挖钻机卷扬平衡阀先导阻尼结构，包括溢流阀Ⅰ；所述溢流阀Ⅰ的控制端分别连接有溢流阀Ⅱ、阻尼孔Ⅱ和阻尼孔Ⅰ；所述阻尼孔Ⅰ串联有单向阀Ⅱ，串联后的阻尼孔Ⅰ和单向阀Ⅱ与阻尼孔Ⅱ并联；所述溢流阀Ⅱ与阻尼孔Ⅱ并联。

其进一步是：所述溢流阀Ⅰ的进油口连接主换向阀的A油口；所述溢流阀Ⅱ一端连接溢流阀Ⅰ的控制端，溢流阀Ⅱ另一端连接主换向阀的B油口；所述阻尼孔Ⅱ一端连接溢流阀Ⅰ的控制端，阻尼孔Ⅱ另一端连接主换向阀的B油口；所述阻尼孔Ⅰ一端连接溢流阀Ⅰ的控制端，阻尼孔Ⅰ另一端连接所述单向阀Ⅱ，单向阀Ⅱ另一端连接主换向阀的B油口；所述单向阀Ⅱ对流向主换向阀B油口方向的液压油单向导通。

所述溢流阀Ⅰ的进油口和出油口之间连接有单向阀Ⅰ，单向阀Ⅰ对从溢流阀Ⅰ进油口流向溢流阀Ⅰ出油口方向的液压油单向导通。

所述溢流阀Ⅰ的出油口连接卷扬马达，卷扬马达另一端连接有调速阀，调速阀另一端连接主换向阀的B油口；所述主换向阀的B油口连接卷扬制动器的大腔，卷扬制动器的小腔连接油箱。

所述主换向阀的P油口连接液压泵，液压泵连接油箱；主换向阀的T油口连接油箱。

所述阻尼孔Ⅱ和阻尼孔Ⅰ采用不同的规格。

所述溢流阀Ⅱ、阻尼孔Ⅱ、阻尼孔Ⅰ和单向阀Ⅱ集成在平衡阀阀体的控制端盖上。

所述溢流阀Ⅰ出油口和主换向阀B油口之间连接有安全阀。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）当由于微动操作导致的平衡阀先导控制口压力波动时，通过不同规格的阻尼孔Ⅰ和阻尼孔Ⅱ的流量压力产生波动，当压力过大时，溢流阀Ⅱ开启，实现在频繁的启闭过程中恒定压力波动的功能，避免共振，防止抖动现象对卷扬系统的干扰；

（2）结构简单，阻尼网络与控制端盖一体，总成零件个数少，采用插装阀结构，易于生产和装配，溢流阀Ⅱ设定压力方式简单，适应性好；

（3）针对性强，面向旋挖钻机独特的工况，适用于卷扬系统。

附图说明

图1是本发明液压原理图；

图2是平衡阀外形图；

图中：1、油箱；2、液压泵；3、主换向阀；4、单向阀Ⅰ；5、溢流阀Ⅰ；6、阻尼孔Ⅰ；7、单向阀Ⅱ；8、阻尼孔Ⅱ；9、溢流阀Ⅱ；10、安全阀；11、调速阀；12、卷扬马达；13、卷扬制动器；14、平衡阀阀体；15、控制端盖。

具体实施方式

以下是本发明的一个具体实施例，现结合附图对本发明做进一步说明。

如图1和图2所示，一种旋挖钻机卷扬平衡阀先导阻尼结构，液压泵2吸油口连接油箱1，液压泵2出油口连接主换向阀3的P油口，主换向阀3的T油口连接油箱1。主换向阀3的B油口连接卷扬制动器13的大腔，卷扬制动器13的小腔连接油箱1。

溢流阀Ⅰ5的进油口连接主换向阀3的A油口，溢流阀Ⅰ5的出油口连接卷扬马达12，卷扬马达12另一端连接有调速阀11，调速阀11另一端连接主换向阀3的B油口。溢流阀Ⅰ5的进油口和出油口之间连接有单向阀Ⅰ4，单向阀Ⅰ4对从溢流阀Ⅰ5进油口流向溢流阀Ⅰ5出油口方向的液压油单向导通。溢流阀Ⅰ5出油口和主换向阀3B油口之间连接有安全阀10。

溢流阀Ⅰ5的控制端分别连接有溢流阀Ⅱ9、阻尼孔Ⅱ8和阻尼孔Ⅰ6，阻尼孔Ⅱ8和阻尼孔Ⅰ6采用不同的规格。阻尼孔Ⅱ8一端连接溢流阀Ⅰ5的控制端，阻尼孔Ⅱ8另一端连接主换向阀3的B油口。阻尼孔Ⅰ6一端连接溢流阀Ⅰ5的控制端，阻尼孔Ⅰ6另一端连接单向阀Ⅱ7，单向阀Ⅱ7另一端连接主换向阀3的B油口；单向阀Ⅱ7对流向主换向阀3B油口方向的液压油单向导通。溢流阀Ⅱ9、阻尼孔Ⅱ8和串联后的阻尼孔Ⅰ6、单向阀Ⅱ7三者并联。溢流阀Ⅱ9、阻尼孔Ⅱ8、阻尼孔Ⅰ6和单向阀Ⅱ7集成在平衡阀阀体14的控制端盖15上。

工作原理：

当主换向阀3左位工作，卷扬开始下降，此时控制油通过阻尼孔Ⅱ8对溢流阀Ⅰ5阀芯施加压力，实现溢流阀Ⅰ5的慢开功能；

当主换向阀3由左位换向至中位，油液经阻尼孔Ⅰ6和单向阀Ⅱ7快速卸荷，完成溢流阀Ⅰ5的关闭，锁住压力；

当由于微动操作导致的溢流阀Ⅰ5先导控制口压力波动时，通过阻尼孔Ⅱ8和阻尼孔Ⅰ6的流量压力产生波动，当压力过大时，溢流阀Ⅱ9开启，实现恒压，防止抖动现象对卷扬系统的干扰。

本实施例中的旋挖钻机卷扬平衡阀先导阻尼结构，可以实现调整和改善卷扬平衡阀阀口的稳态液动力刚度，防止因稳态液动力刚度与弹簧自身刚度耦合引发的共振现象。在卷扬落时，尤其在小开口工况下减少抖动情况，提升了旋挖钻机卷扬系统的可靠性,保障了施工安全。