[发明专利]全摩阻式钻杆的加压控制方法、设备和旋挖钻机

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械领域，更具体地，涉及一种全摩阻式钻杆的加压控制方法、设备和旋挖钻机。 

背景技术

旋挖钻机是大口径桩基础工程的高效成孔设备，具有钻进扭矩大、施工效率高、转场机动灵活等优点，如图1所示的旋挖钻机的结构示意图，其中，通过桅杆油缸11驱动动力头12，动力头12带动钻头13的升降。 

如图2所示的旋挖钻机的油路系统示意图，其中，该油路系统包括：油箱1、油泵2、溢流阀3、比例方向控制阀4和加压油缸5，该油路为加压油缸的驱动油路，操作者通过控制手柄控制先导油路a1、b1获得压力，并使比例方向控制阀4换向，液压泵提供的压力油通过比例方向控制阀4，驱动加压油缸5伸缩，通过油缸2的油杆连接动力头对钻杆进行加压，使钻杆受到向下压力，驱使钻斗向下进尺。 

现有钻杆通常为全摩阻式钻杆，每节钻杆的外牙板在钻杆的全长方向是完整的直线型板式结构。在钻孔过程中，轴向加压力是通过旋挖钻机动力头旋转时在各节钻杆内外牙板间产生的摩擦力来实现轴向的加压进给。 

目前全摩阻式钻杆的加压压力无法自动调整，当加压压力较小时，钻杆受力较小，钻孔的进尺较慢，旋挖钻机的工作效率较低；当加压压力较大，动力头内牙板与外牙板之间出现滑动状态，钻杆基本不进尺，导致旋挖钻机的功耗浪费。 

针对相关旋挖钻机在高效工作时，功耗浪费较大的问题，目前尚未提出有效的解决方案。 

发明内容

针对上述旋挖钻机在高效工作时，功耗浪费较大的问题，本发明提供了一种全摩阻式钻杆的加压控制方法、设备和旋挖钻机，以减小功耗损失。 

根据本发明的一方面，提供了一种全摩阻式钻杆的加压控制方法，包括：获取采样周期内的钻杆掘进距离和钻头掘进距离；判断钻杆掘进距离是否大于钻头掘进距离；如果是，减小钻杆的加压油缸的压力；如果所述钻杆掘进距离小于所述钻头掘进距离，增大钻杆的加压油缸的压力。 

上述获取采样周期内的钻杆掘进距离和钻头掘进距离包括：在采样周期内，通过获取主卷扬和加压油缸各自位置处安装的位移传感器的测量结果得到钻杆掘进距离和钻头掘进距离。 

其中，通过调节比例方向控制阀进油口处压力，以减小或增大钻杆的加压油缸的压力。 

上述方法还包括：通过压力传感器获取钻杆的加压油缸的压力P；调节加压油缸的加压流量Q=W/P，其中，W为加压油缸的额定功率。 

其中，通过设置在比例方向控制阀出油口处的电比例溢流阀调节加压油缸的加压流量。 

根据本发明的另一方面，提供了一种全摩阻式钻杆的加压控制设备，包括：距离获取模块，用于获取采样周期内的钻杆掘进距离和钻头掘进距离；判断模块，用于判断距离获取模块获取的钻杆掘进距离是否大于钻头掘进距离；控制模块，用于如果判断模块的判断结果为是，减小钻杆的加压油缸的压力；如果判断模块的判断结果为所述钻杆掘进距离小于所述钻头掘进距离，增大钻杆的加压油缸的压力。 

上述设备还包括：压力获取模块，用于通过压力传感器获取钻杆的加压油缸的压力P；流量调节模块，用于调节加压油缸的加压流量Q=W/P，其中，W为加压油缸的额定功率。 

根据本发明的又一方面，提供了一种旋挖钻机，包括上述加压控制设备，该加压控制设备用于获取采样周期内的钻杆掘进距离和钻头掘进距离，并判断获取的钻杆掘进距离是否大于钻头掘进距离；如果判断结果为是，减小钻杆的加压油缸的压力；如果判断结果为钻杆掘进距离小于钻头掘进距离，增大钻杆的加压油缸的压力。 

上述旋挖钻机的主卷扬安装有测量钻杆掘进距离的位移传感器，旋挖钻机的加压油缸上安装有测量钻头掘进距离的位移传感器，位移传感器均将测量结果发送给加压控制设备。 

上述旋挖钻机的比例方向控制阀进油口处设置有第一电比例溢流阀，第一电比例溢流阀与加压控制设备相连，用于在加压控制设备的控制下调节比例方向控制阀进油口处的压力，以减小或增大钻杆的加压油缸的压力。 

上述旋挖钻机还包括：压力传感器，压力传感器与加压油缸和加压控制设备相连，用于向加压控制设备反馈加压油缸的压力。 

上述旋挖钻机的比例方向控制阀出油口处设置有第二电比例溢流阀，第二电比例溢流阀与加压控制设备相连，用于在加压控制设备的控制下调节比例方向控制阀出油口处的压力，以调节加压油缸的加压流量Q=W/P，其中，W为加压油缸的额定功率，P为钻杆的加压油缸的压力。