一种静压桩机液控回转装置及其控制方法

技术领域

本发明属于静压桩机技术领域，具体涉及一种静压桩机液控回转装置及其控制方法。

背景技术

静压桩机一直是工程机械上的主流产品，一般来说，静压桩机回转机构的转动惯量较大，停止时容易造成回转冲击，严重影响了回转动作的操控性能。现有最新的回转装置都是在回转缓冲阀内安装先导式溢流阀和溢流阀及阻尼孔，当回转过程中出现冲击或者回转停止时，进出油口压力会出现波动，但由于阻尼孔的阻尼效应，进油口压力会克服先导式溢流阀的弹簧力，使先导式溢流阀瞬间开启，进油口和回油孔连通，回转更加稳定；并加上一个补油阀，当回转停止进入缓冲阶段时，从补油阀给马达继续供油，进而保护马达。

但是该回转缓冲装置在实际应用中会出现刹车刹不住的现象，若在原有的缓冲结构之前加上一个梭阀和两个平衡阀，从梭阀的延伸出去的油路经过减压阀，顺序阀及节流阀，之后的油路一路连接到制动器油口，另一路连接到两个平衡阀的先导口上，使用之后发现缓冲效果不佳，总结原因发现缓冲阀和平衡阀两者有冲突，只能留其一，留缓冲阀和制动器，两者不能很好的配合，留平衡阀和制动器，又不能起到很好的缓冲效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种静压桩机液控回转装置及其控制方法，其运行稳定可靠，回转过程中始终靠平衡阀的作用始终保持匀速，而不会因为重物的惯性产生加速冲击，同时制动时制动器缓慢关闭，给予回转装置稳定的缓冲期，不仅保护了整个静压桩机平台，也保护了液压马达和液压制动器。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种静压桩机液控回转装置，其特征在于：包括液压马达、制动器单元、第一平衡阀组、第一单向阀、第二单向阀、梭阀、第三单向阀、第四单向阀、第二平衡阀组、节流阀、过渡法兰、第一过渡油口块、第二过渡油口块、一级行星轮系、二级行星轮系、三级行星轮系、轴承座、输出齿轮轴和阀座，所述的制动器单元安装在液压马达右侧面，所述的一级行星轮系安装在制动器单元右侧面上，所述的二级行星轮系安装在一级行星轮系右侧面上，所述的三级行星轮系安装在二级行星轮系右侧面上，所述的轴承座固定安装在三级行星轮系右侧面上，所述的输出齿轮轴通过轴承安装在轴承座上且输出齿轮轴与三级行星轮系中的行星架连接，所述的过渡法兰固定安装在液压马达左侧底部，所述的阀座固定安装在过渡法兰的底面上，所述的第一过渡油口块固定安装在过渡法兰和阀座的前侧面上，所述的第二过渡油口块固定安装在过渡法兰和阀座的后侧面上，所述的阀座左侧面和右侧面上都安装有第一平衡阀组、第一单向阀、第四单向阀和第二平衡阀组，所述的第二单向阀安装在阀座的前侧面上，所述的第三单向阀安装在阀座的后侧面上，所述的梭阀安装在阀座内，所述的节流阀安装在阀座底部。

上述的制动器单元由花键齿轮、螺旋压缩压簧、油缸、摩擦片组和制动器壳体组成，所述的花键齿轮通过轴承安装在制动器壳体内，所述的油缸安装在制动器壳体中心孔里，所述的螺旋压缩压簧安装在油缸上的安装槽里，所述的摩擦片组安装在花键齿轮上且摩擦片组位于油缸右侧。

上述的第一过渡油口块前侧面上设有两个液压马达连接油口MA。

上述的第二过渡油口块后侧面上设有两个液压马达连接油口MB。

上述的阀座底面上设有制动器连接油口b和回油箱接口T。

一种静压桩机液控回转装置的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

一)若回转装置需要正向匀速转动时，此时进出油口VA进油，一路高压油通过梭阀，流经节流阀到达制动器单元的K口，从K口进入的高压油抵消螺旋压缩压簧的弹簧力，从而推动油缸向左运动，摩擦片组中的动摩擦片和静摩擦片分离，花键齿轮带着动摩擦片自由旋转，制动器单元打开；另一路高压油通过第四单向阀流到液压马达连接油口MA，从而进入液压马达，使液压马达顺时针旋转，同时高压油通过阻尼小孔流至第一平衡阀组的先导口，缓慢打开第一平衡阀组，液压马达从液压马达连接油口MB回油，通过第一平衡阀组和第二单向阀，流至进出油口VB，从而回到油箱；进出油口VA进油，进出油口VB回油从而使液压马达的输出轴输出扭矩，通过花键齿轮依次传递给一级行星轮系、二级行星轮系、和三级行星轮系并逐级递增扭矩，最后通过输出齿轮轴输出扭矩带动回转平台旋转，这样使得回转装置在运转过程中始终靠平衡阀的作用始终保持匀速，而不会因为重物的惯性产生加速冲击；

二)若回转装置需要正向运转停止时，此时进出油口VA关闭，由于回转吊机的转动惯量太大，重物带动回转装置继续顺时针转动，此时液压马达被动运转，供油不足，造成一侧负压，通过回油箱接口T和第三单向阀给液压马达进行补油，并使第一平衡阀组继续运行且缓慢关闭；同时制动器单元的K口油通过节流阀缓慢流出，螺旋压缩压簧缓慢推动油缸向右运动，摩擦片组中的动摩擦片和静摩擦片缓慢贴合，花键齿轮受摩擦片组的摩擦力停止旋转，从而液压马达也缓慢停止旋转，给予回转装置稳定的缓冲期，不仅保护了整个静压桩机平台，也保护了液压马达和液压制动器；

三)若回转装置需要反向匀速转动时，此时进出油口VB进油，一路高压油通过梭阀，流经节流阀到达制动器单元的K口，从K口进入的高压油抵消螺旋压缩压簧的弹簧力，从而推动油缸向左运动，摩擦片组中的动摩擦片和静摩擦片分离，花键齿轮带着动摩擦片自由旋转，制动器单元打开；另一路高压油通过第一单向阀流到液压马达连接油口MB，从而进入液压马达，使液压马达逆时针旋转，同时高压油通过阻尼小孔流至第二平衡阀组的先导口，缓慢打开第二平衡阀组，液压马达从液压马达连接油口MA回油，通过第二平衡阀组和第三单向阀，流至进出油口VA，从而回到油箱；进出油口VB进油，进出油口VA回油从而使液压马达的输出轴输出扭矩，通过花键齿轮依次传递给一级行星轮系、二级行星轮系、和三级行星轮系并逐级递增扭矩，最后通过输出齿轮轴输出扭矩带动回转平台旋转，这样使得回转装置在运转过程中始终靠平衡阀的作用始终保持匀速，而不会因为重物的惯性产生加速冲击；

四)若回转装置需要正向运转停止时，此时进出油口VB关闭，由于回转吊机的转动惯量太大，重物带动回转装置继续顺时针转动，此时液压马达被动运转，供油不足，造成一侧负压，通过回油箱接口T和第二单向阀给液压马达进行补油，并使第二平衡阀组继续运行且缓慢关闭；同时制动器单元的K口油通过节流阀缓慢流出，螺旋压缩压簧缓慢推动油缸向右运动，摩擦片组中的动摩擦片和静摩擦片缓慢贴合，花键齿轮受摩擦片组的摩擦力停止旋转，从而液压马达也缓慢停止旋转，给予回转装置稳定的缓冲期，不仅保护了整个静压桩机平台，也保护了液压马达和液压制动器。

本发明静压桩机回转缓冲装置还能根据现场不同的工况进行缓冲滑移距离的调节，通过调节两个平衡阀组中阀芯螺母的圈数，增大或者减小平衡阀的抗衡力，并调节节流阀的节流大小，如果滑移距离太短，就调小平衡阀的抗衡力，调小节流；如果滑移距离太长，就调大平衡阀的抗衡力，调大节流；此外其采用模块化设计，液压马达、制动器单元、一级行星轮系、二级行星轮系和三级行星轮系都设计成一个模块，彼此之间都用过渡板进行连接，可通过不同扭矩和工况彼此相互组合，既增强了通用性，又对加工上节省了成本。

本发明的优点在于以下几点：运行稳定可靠，回转过程中始终靠平衡阀的作用始终保持匀速，而不会因为重物的惯性产生加速冲击，同时制动时制动器缓慢关闭，给予回转装置稳定的缓冲期，不仅保护了整个静压桩机平台，也保护了液压马达和液压制动器。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的A向视图；

图3是本发明的B向视图；

图4是本发明的C向视图；

图5是本发明的结构示意图；

图6是本发明的液压原理图。

其中的附图标记为：液压马达1、制动器单元2、花键齿轮201、螺旋压缩压簧202、油缸203、摩擦片组204、制动器壳体205、第一平衡阀组3、第一单向阀4、第二单向阀5、梭阀6、第三单向阀7、第四单向阀8、第二平衡阀组9、节流阀10、过渡法兰11、第一过渡油口块12、第二过渡油口块13、一级行星轮系14、二级行星轮系15、三级行星轮系16、轴承座17、输出齿轮轴18、阀座19、进出油口VA、进出油口VB、液压马达连接油口MA、液压马达连接油口MB、制动器连接油口b、回油箱接口T。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作出进一步说明：

一种静压桩机液控回转装置，其特征在于：包括液压马达1、制动器单元2、第一平衡阀组3、第一单向阀4、第二单向阀5、梭阀6、第三单向阀7、第四单向阀8、第二平衡阀组9、节流阀10、过渡法兰11、第一过渡油口块12、第二过渡油口块13、一级行星轮系14、二级行星轮系15、三级行星轮系16、轴承座17、输出齿轮轴18和阀座19，所述的制动器单元2安装在液压马达1右侧面，所述的一级行星轮系14安装在制动器单元2右侧面上，所述的二级行星轮系15安装在一级行星轮系14右侧面上，所述的三级行星轮系16安装在二级行星轮系15右侧面上，所述的轴承座17固定安装在三级行星轮系16右侧面上，所述的输出齿轮轴18通过轴承安装在轴承座17上且输出齿轮轴18与三级行星轮系16中的行星架连接，所述的过渡法兰11固定安装在液压马达1左侧底部，所述的阀座19固定安装在过渡法兰11的底面上，所述的第一过渡油口块12固定安装在过渡法兰11和阀座19的前侧面上，所述的第二过渡油口块13固定安装在过渡法兰11和阀座19的后侧面上，所述的阀座19左侧面和右侧面上都安装有第一平衡阀组3、第一单向阀4、第四单向阀8和第二平衡阀组9，所述的第二单向阀5安装在阀座19的前侧面上，所述的第三单向阀7安装在阀座19的后侧面上，所述的梭阀6安装在阀座19内，所述的节流阀10安装在阀座19底部。

实施例中，制动器单元2由花键齿轮201、螺旋压缩压簧202、油缸203、摩擦片组204和制动器壳体205组成，所述的花键齿轮201通过轴承安装在制动器壳体205内，所述的油缸203安装在制动器壳体205中心孔里，所述的螺旋压缩压簧202安装在油缸203上的安装槽里，所述的摩擦片组204安装在花键齿轮201上且摩擦片组204位于油缸203右侧。

实施例中，第一过渡油口块12前侧面上设有两个液压马达连接油口MA。

实施例中，第二过渡油口块13后侧面上设有两个液压马达连接油口MB。

实施例中，阀座14底面上设有制动器连接油口b和回油箱接口T。

一种静压桩机液控回转装置的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

一)若回转装置需要正向匀速转动时，此时进出油口VA进油，一路高压油通过梭阀6，流经节流阀10到达制动器单元2的K口，从K口进入的高压油抵消螺旋压缩压簧202的弹簧力，从而推动油缸203向左运动，摩擦片组204中的动摩擦片和静摩擦片分离，花键齿轮201带着动摩擦片自由旋转，制动器单元2打开；另一路高压油通过第四单向阀8流到液压马达连接油口MA，从而进入液压马达1，使液压马达1顺时针旋转，同时高压油通过阻尼小孔流至第一平衡阀组3的先导口，缓慢打开第一平衡阀组3，液压马达1从液压马达连接油口MB回油，通过第一平衡阀组3和第二单向阀5，流至进出油口VB，从而回到油箱；进出油口VA进油，进出油口VB回油从而使液压马达1的输出轴输出扭矩，通过花键齿轮201依次传递给一级行星轮系14、二级行星轮系15、和三级行星轮系16并逐级递增扭矩，最后通过输出齿轮轴18输出扭矩带动回转平台旋转，这样使得回转装置在运转过程中始终靠平衡阀的作用始终保持匀速，而不会因为重物的惯性产生加速冲击；

二)若回转装置需要正向运转停止时，此时进出油口VA关闭，由于回转吊机的转动惯量太大，重物带动回转装置继续顺时针转动，此时液压马达1被动运转，供油不足，造成一侧负压，通过回油箱接口T和第三单向阀7给液压马达1进行补油，并使第一平衡阀组3继续运行且缓慢关闭；同时制动器单元2的K口油通过节流阀10缓慢流出，螺旋压缩压簧202缓慢推动油缸203向右运动，摩擦片组204中的动摩擦片和静摩擦片缓慢贴合，花键齿轮201受摩擦片组204的摩擦力停止旋转，从而液压马达1也缓慢停止旋转，给予回转装置稳定的缓冲期，不仅保护了整个静压桩机平台，也保护了液压马达和液压制动器；

三)若回转装置需要反向匀速转动时，此时进出油口VB进油，一路高压油通过梭阀6，流经节流阀10到达制动器单元2的K口，从K口进入的高压油抵消螺旋压缩压簧202的弹簧力，从而推动油缸203向左运动，摩擦片组204中的动摩擦片和静摩擦片分离，花键齿轮201带着动摩擦片自由旋转，制动器单元2打开；另一路高压油通过第一单向阀4流到液压马达连接油口MB，从而进入液压马达1，使液压马达1逆时针旋转，同时高压油通过阻尼小孔流至第二平衡阀组9的先导口，缓慢打开第二平衡阀组9，液压马达1从液压马达连接油口MA回油，通过第二平衡阀组9和第三单向阀7，流至进出油口VA，从而回到油箱；进出油口VB进油，进出油口VA回油从而使液压马达1的输出轴输出扭矩，通过花键齿轮201依次传递给一级行星轮系14、二级行星轮系15、和三级行星轮系16并逐级递增扭矩，最后通过输出齿轮轴18输出扭矩带动回转平台旋转，这样使得回转装置在运转过程中始终靠平衡阀的作用始终保持匀速，而不会因为重物的惯性产生加速冲击；

四)若回转装置需要正向运转停止时，此时进出油口VB关闭，由于回转吊机的转动惯量太大，重物带动回转装置继续顺时针转动，此时液压马达1被动运转，供油不足，造成一侧负压，通过回油箱接口T和第二单向阀5给液压马达1进行补油，并使第二平衡阀组9继续运行且缓慢关闭；同时制动器单元2的K口油通过节流阀10缓慢流出，螺旋压缩压簧202缓慢推动油缸203向右运动，摩擦片组204中的动摩擦片和静摩擦片缓慢贴合，花键齿轮201受摩擦片组204的摩擦力停止旋转，从而液压马达1也缓慢停止旋转，给予回转装置稳定的缓冲期，不仅保护了整个静压桩机平台，也保护了液压马达和液压制动器。

本发明静压桩机回转缓冲装置还能根据现场不同的工况进行缓冲滑移距离的调节，通过调节两个平衡阀组中阀芯螺母的圈数，增大或者减小平衡阀的抗衡力，并调节节流阀10的节流大小，如果滑移距离太短，就调小平衡阀的抗衡力，调小节流；如果滑移距离太长，就调大平衡阀的抗衡力，调大节流；此外其采用模块化设计，液压马达1、制动器单元2、一级行星轮系14、二级行星轮系15和三级行星轮系16都设计成一个模块，彼此之间都用过渡板进行连接，可通过不同扭矩和工况彼此相互组合，既增强了通用性，又对加工上节省了成本。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。